(57)【要約】【課題】人体への危険性が低く、複数の治療機能及び診断機能を実現することができるナノ複合体、それを備えたＤＤＳ製剤、及びその製造方法を提供する。【解決手段】ＤＤＳ製剤２００は、希土類酸化物を主成分とするナノチューブ１０２と、ナノチューブ１０２の表面に吸着した金属ナノ粒子１０４と、リガンド１０８で修飾され、金属ナノ粒子１０４に結合したチオール１０６と、ナノチューブ１０２内部に包摂された薬剤２０２とを備える。これによって、薬剤の徐放、発熱、中性子捕捉療法、及び発光の全ての機能を実現することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類酸化物を主成分とするベース部材と、
前記ベース部材の表面に吸着した金属と、
リガンドで修飾され、前記金属に結合したチオールとを備え、
前記ベース部材は、ナノチューブ又はナノ中空多孔体であることを特徴とするナノ複合体。
【請求項２】
前記ベース部材は、外径が２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、長さが５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下のナノチューブであることを特徴とする請求項１に記載のナノ複合体。
【請求項３】
前記希土類酸化物は、ランタン、ガドリニウム、イットリウム、ユウロピウム、エルビウム、ホロミウム、ツリウム、及びイッテルビウムからなる群の中から選択される何れか１つ、又は２つ以上の混合物の酸化物であることを特徴とする請求項１又は２に記載のナノ複合体。
【請求項４】
前記金属は、金、白金、又はパラジウムであることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のナノ複合体。
【請求項５】
前記リガンドは、抗体又は葉酸であり、
前記抗体は、末端基としてカルボン酸を有する癌抗体であることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のナノ複合体。
【請求項６】
前記希土類酸化物は、ガドリニウムの酸化物であり、
熱中性子が照射されたことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のナノ複合体。
【請求項７】
前記希土類酸化物は、ユウロピウム又はテルビウムを付活剤として含むことを特徴とする請求項１から６の何れかに記載のナノ複合体。
【請求項８】
請求項１から７の何れかのナノ複合体と、
前記ナノ複合体の内部に包摂された薬剤とを備えることを特徴とするＤＤＳ製剤。
【請求項９】
前記薬剤は、パクリタキセル、シス−プラチン、又はポルフィリン系化合物であることを特徴とする請求項８に記載のＤＤＳ製剤。
【請求項１０】
希土類酸化物を主成分とするベース部材の表面に金属を吸着させる金属吸着ステップと、
リガンドで修飾されたチオールを、前記金属に結合させるチオール結合ステップとを含み、
前記ベース部材は、ナノチューブ又はナノ中空多孔体であることを特徴とするナノ複合体の製造方法。
【請求項１１】
前記金属は金であり、
前記金属吸着ステップは、
純水、所定濃度の塩化金酸水溶液、及び、所定濃度のクエン酸ナトリウム水溶液の混合液を所定温度に加熱し、当該混合液の色が黄色から紅赤色に変化するまで、当該混合液を前記所定温度に維持する加熱ステップと、
前記混合液が黄色から紅赤色に変化した後、さらに所定時間、前記混合液を前記所定温度に維持する追加加熱ステップと、
前記追加加熱ステップが実行された後の前記混合液から、コロイド状の金ナノ粒子を分離する分離ステップと、
前記分離ステップにより分離された前記金ナノ粒子を、ナノチューブ又はナノ中空多孔体であるベース部材と混合して、前記ベース部材の表面に、前記金ナノ粒子を吸着させる金ナノ粒子吸着ステップとを含むことを特徴とする請求項１０に記載のナノ複合体の製造方法。
【請求項１２】
前記リガンドは、抗体又は葉酸であり、
前記チオール結合ステップは、
末端基としてカルボン酸を有する前記リガンドである癌抗体、又は前記リガンドである葉酸と、末端基としてアミノ基を有するチオールとを脱水縮合反応させる縮合ステップと、
前記縮合ステップにより作製されたチオール化合物を、前記金属が吸着された前記ベース部材と混合する混合ステップとを含むことを特徴とする請求項１０又は１１に記載のナノ複合体の製造方法。
【請求項１３】
前記希土類酸化物は、ガドリニウムの酸化物であり、
前記チオール結合ステップによって作製されたナノ複合体に、熱中性子を照射する照射ステップをさらに含むことを特徴とする請求項１０から１２の何れかに記載のナノ複合体の製造方法。
【請求項１４】
請求項１０から１２の何れかのナノ複合体の製造方法を含み、
前記製造方法により製造されたナノ複合体に、薬剤を包摂させる包摂ステップをさらに含むことを特徴とするＤＤＳ製剤の製造方法。
【請求項１５】
前記包摂ステップにより製造されたＤＤＳ製剤に、熱中性子を照射する照射ステップをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載のＤＤＳ製剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類酸化物を主成分とするナノ複合体に関し、特にドラッグデリバリーシステムに適したナノ複合体、それを備えたＤＤＳ製剤、及びそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、新薬の開発において、新規化合物創薬に加えて、ドラッグデリバリーシステム（Ｄｒｕｇ  Ｄｅｌｉｖｅｒｙ  Ｓｙｓｔｅｍ、以下ＤＤＳともいう）を用いた創薬が注目され、種々の研究が行なわれている。ＤＤＳにおいては、薬剤の副作用を抑制し、薬理効果を最大限に引出すために、中空高分子内に薬剤を入れて患部へ投与する、無機化合物ナノ粒子を高分子体で包摂して患部へ投与し外部磁場により発熱させる、カーボンナノチューブを表面改質してチューブ内に薬剤を入れて患部へ投与し薬剤を放出させる、というような手法が取られている。
【０００３】
ＤＤＳを癌の治療及び診断等に応用する場合、（１）薬剤の徐放、（２）発熱（フォトサーマル効果、外部磁場による発熱）、（３）中性子捕捉療法（γ線の放出）、（４）発光等が知られている。薬剤には、薬理作用を持つ生理活性物質、遺伝子、及び核酸医薬が含まれる。
【０００４】
例えば、下記特許文献１は、ＤＤＳ又は蛍光センサー等に用いられる新規な金ナノ複合体を開示している。この金ナノ複合体は、表面に薬剤を吸着した金ナノ粒子と、この金ナノ粒子を被覆する熱応答性高分子とを有する。この金ナノ複合体は、グルタチオン等チオール化合物の共存下においてのみ、熱刺激により薬剤を放出することから、人体のねらった部位で薬物を的確に放出できるＤＤＳを構築することができる。
【０００５】
また、下記特許文献２は、保持物質（薬剤等）がリンカーを介して、ロッド状の金微粒子に結合し、保護物質とリンカーの結合部位がＤｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ反応生成物質によって形成されたロッド状金微粒子構造体を開示している。このロッド状金微粒子構造体は、ＤＤＳに利用することができる。金ナノロッドが近赤外光を熱に変換し、リンカーと保持物質とを結合する部位を、発生した熱によって切断できるため、目的の部位又はタイミングで近赤外光を照射することによって、保持物質（薬剤等）と金ナノロッドとを脱離させることができる。
【０００６】
また、下記特許文献３は、コア部と、その表面のシェル部とを有するコアシェル型金属酸化物微粒子を開示している。コア部分は、金属酸化物（酸化セリウム）の１次粒子が球状に集合して形成された２次粒子であり、シェル部は架橋構造の高分子（ポリビニルピロリドン）の層である。このコアシェル型金属酸化物微粒子は、溶液中の分散性が良好であり、化粧品用材、ＤＤＳ用剤、反射防止用剤に使用することができる。
【０００７】
また、下記特許文献４は、外殻に規則的なメソ細孔を持ち、内部に空洞を持つ、新規な構造のメソ多孔体を開示している。このメソ多孔体は、酸化ケイ素を主成分とする骨格を有するシリカ系材料で形成され、機能性物質を内部の空洞に担持することができ、ドラッグデリバリーの担体として利用することができる。
【０００８】
また、下記特許文献５は、酸化チタン、チタン水酸化物、チタン酸塩、及び非晶質の酸化チタンから選ばれる少なくとも１種の中空ファイバを含み、中空ファイバの内部に作用物質（薬剤等）を充填してあって、外部刺激によって作用物質が中空ファイバの外部へ放出するドラッグデリバリー材料を開示している。
【０００９】
また、下記特許文献６は、磁性金属酸化物でコーティングしたナノ粒子を調製するための方法を開示している。その方法では、金属キレート化剤であるポリマーからできている核を作製し、その核の上に磁性金属酸化物を成長させる。カプセル化された薬剤、例えばアドリアマイシンを含有する磁性ナノ粒子を用いて、磁性ナノ粒子の生物分解性により薬剤の制御放出されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１２−１８０３０１号公報
【特許文献２】特開２０１１−４６６７６号公報
【特許文献３】特開２００９−１９６８４３号公報
【特許文献４】特開２００９−３５４５４号公報
【特許文献５】特開２００６−１０４０８１号公報
【特許文献６】特表２００２−５１７０８５号公報
【特許文献７】特開２００７−２３８８７９号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Y.-Y. Yu,S.-S. Chang, C.-L. Lee, C. R. C. Wang, Gold Nanorods: Electrochemical Synthesisand Optical Properties, J. Phys. Chem. B. 101, 6661-6664 (1997)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、カーボンナノチューブ内に薬剤を入れて患部へ投与する方法では、カーボンナノチューブ自体に毒性があることが知られており、投与後に人体に害を及ぼす危険性がある。
【００１３】
一方、特許文献１〜６に開示されたＤＤＳに用いられる担体（キャリア）（金ナノ複合体、ロッド状金微粒子構造体、コアシェル型金属酸化物微粒子、メソ多孔体、中空ファイバを含むドラッグデリバリー材料、及び、磁性金属酸化物でコーティングされたナノ粒子）は、人体に対する危険は少ないが、上記した（１）〜（４）の機能のうちの一部の機能しか実現することができず、治療効果が限定的である。したがって、より効率的な治療及び診断を実現するために、適宜柔軟に、且つ複数の機能を総合して治療を行なうことができる、ＤＤＳ用の担体が要望されている。
【００１４】
また、これまで希土類蛍光体を発光材料として使用する場合、その粒径を１μｍ以下にすると蛍光強度が著しく低下することから、粒径を小さくすることは実用的には行なわれていなかった。さらに酸化物表面は非常に安定であることから、その表面を様々な有機分子で改質することは非常に困難であった。ナノ粒子化した希土類蛍光体を腫瘍マーカーとして応用するための検討が成されてきたが、これらの理由により、大きな進展は見られず、ＤＤＳへの応用も実現されていない。
【００１５】
したがって、本発明は、人体への危険性が低く、複数の治療機能及び診断機能を実現することができるナノ複合体、それを備えたＤＤＳ製剤、及びそれらの製造方法を提供することを億的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願発明者は、上記の特許文献７に開示されているように、希土類酸化物を主成分とする蛍光体材料及びその製造方法を発明した。この方法では、希土類塩の水溶液等に、非イオン性界面活性剤を投入した後、アルカリ金属水酸化物溶液又はアンモニア水溶液を投入し、水熱処理する。その後、生成物を分離し、洗浄した後、加熱処理を行なう。これによって、希土類酸化物を主成分とする、直径約２０〜１１００ｎｍ、内径約１５〜１０００ｎｍ、長さ約５０〜２０００ｎｍのナノチューブを作製することができる。本願発明者は、これを基に、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ＤＤＳに好適であり、複数の機能による治療を可能とするナノ複合体の発明をするに至った。
【００１７】
本発明の第１の局面に係るナノ複合体は、希土類酸化物を主成分とするベース部材と、ベース部材の表面に吸着した金属と、リガンドで修飾され、金属に結合したチオールとを備え、ベース部材は、ナノチューブ又はナノ中空多孔体である。
【００１８】
好ましくは、ベース部材は、外径が２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、長さが５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下のナノチューブである。
【００１９】
より好ましくは、希土類酸化物は、ランタン、ガドリニウム、イットリウム、ユウロピウム、エルビウム、ホロミウム、ツリウム、及びイッテルビウムからなる群の中から選択される何れか１つ、又は２つ以上の混合物の酸化物である。
【００２０】
さらに好ましくは、金属は、金、白金、又はパラジウムである。
【００２１】
好ましくは、リガンドは、抗体又は葉酸であり、抗体は、末端基としてカルボン酸を有する癌抗体である。
【００２２】
より好ましくは、希土類酸化物は、ガドリニウムの酸化物であり、ナノ複合体は、熱中性子が照射されたナノ複合体である。
【００２３】
さらに好ましくは、希土類酸化物は、ユウロピウム又はテルビウムを付活剤として含む。
【００２４】
本発明の第２の局面に係るＤＤＳ製剤は、上記のナノ複合体の何れかと、ナノ複合体の内部に包摂された薬剤とを備える。
【００２５】
好ましくは、薬剤は、パクリタキセル、シス−プラチン、又はポルフィリン系化合物である。
【００２６】
本発明の第３の局面に係るナノ複合体の製造方法は、希土類酸化物を主成分とするベース部材の表面に金属を吸着させる金属吸着ステップと、リガンドで修飾されたチオールを、金属に結合させるチオール結合ステップとを含み、ベース部材は、ナノチューブ又はナノ中空多孔体である。
【００２７】
好ましくは、金属は金であり、金属吸着ステップは、純水、所定濃度の塩化金酸水溶液、及び、所定濃度のクエン酸ナトリウム水溶液の混合液を所定温度に加熱し、当該混合液の色が黄色から紅赤色に変化するまで、当該混合液を所定温度に維持する加熱ステップと、混合液が黄色から紅赤色に変化した後、さらに所定時間、混合液を所定温度に維持する追加加熱ステップと、追加加熱ステップが実行された後の混合液から、コロイド状の金ナノ粒子を分離する分離ステップと、分離ステップにより分離された金ナノ粒子を、ナノチューブ又はナノ中空多孔体であるベース部材と混合して、ベース部材の表面に、金ナノ粒子を吸着させる金ナノ粒子吸着ステップとを含む。
【００２８】
より好ましくは、リガンドは、抗体又は葉酸であり、チオール結合ステップは、末端基としてカルボン酸を有するリガンドである癌抗体、又はリガンドである葉酸と、末端基としてアミノ基を有するチオールとを脱水縮合反応させる縮合ステップと、縮合ステップにより作製されたチオール化合物を、金属が吸着されたベース部材と混合する混合ステップとを含む。
【００２９】
さらに好ましくは、希土類酸化物は、ガドリニウムの酸化物であり、ナノ複合体の製造方法は、チオール結合ステップによって作製されたナノ複合体に、熱中性子を照射する照射ステップをさらに含む。
【００３０】
本発明の第４の局面に係るＤＤＳ製剤の製造方法は、上記のナノ複合体の製造方法の何れかを含み、当該製造方法により製造されたナノ複合体に、薬剤を包摂させる包摂ステップをさらに含む。
【００３１】
好ましくは、ＤＤＳ製剤の製造方法は、包摂ステップにより製造されたＤＤＳ製剤に、熱中性子を照射する照射ステップをさらに含む。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、ナノ複合体の表面がリガンド（癌抗体等）で修飾されているので、癌等の特定の組織にナノ複合体を集めることができ（能動的ターゲティング）、副作用を低減し、癌組織を集中的に攻撃することができる。
【００３３】
ベース部材がナノチューブ又はナノ中空多孔体であるので、ナノ複合体に、効果的に薬剤を包摂させることができ、薬剤の徐放機能を実現することができる。
【００３４】
ベース部材の大きさを、外径が２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、長さが５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下にすることにより、ナノ複合体は、毛細血管（直径約５〜１０μｍ）を自由に流れることができ、正常な血管壁の隙間から漏れることがなく、癌組織の血管壁の隙間からは漏れ出て癌組織に入ることができるので、副作用を低減し、癌組織を集中的に攻撃することができる。癌組織は急激に増殖するので血管新生が速いためか、癌組織の血管壁には、健常な血管よりも１桁以上大きい数百ｎｍの隙間が開いている。また、癌組織は、リンパ管が未発達であり、薬物の排出機能が低いので、薬剤が長時間残存し、薬理効果が高くなる。これらは、ＥＰＲ効果として知られている。即ち、本発明のナノ複合体は、ＥＰＲ効果を実現することができる。
【００３５】
ベース部材を、希土類酸化物で形成することにより、発光機能を実現することができ、本発明のナノ複合体は、画像診断又は手術中の患部の視認等に有効である。
【００３６】
ベース部材の表面に金（例えば、略球形の金ナノ粒子の集合体、又は金ナノロッド）を吸着させることにより、近赤外線照射による発熱効果を実現することができ、これによる癌を攻撃することができる。
【００３７】
ベース部材を、ガドリニウムを含んで形成することにより、本発明のナノ複合体は、熱中性子を効率的に吸収することができ、放出γ線による中性子捕捉療法に適用することができる。
【００３８】
本発明のナノ複合体に薬剤を包摂させたＤＤＳ製剤は、薬剤の徐放、発熱、中性子捕捉療法、発光の全ての機能を実現することができる。したがって、適切且つ効果的な治療及び診断を行なうことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態に係るナノ複合体を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１のナノ複合体に薬剤が包摂されたＤＤＳ製剤を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下の実施の形態では、同一の部品には同一の参照番号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００４１】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係るナノ複合体１００は、ベース部材であるナノチューブ１０２と、ナノチューブ１０２の表面に吸着した金属１０４と、金属１０４に結合したチオール１０６とから構成されている。
【００４２】
ナノチューブ１０２は、長さ５０〜７００ｎｍ（ナノメートル）、直径（外径）２０〜２００ｎｍの、両端部が開放した管状であり、主として希土類酸化物で形成されている。希土類は、例えば、ランタン（Ｌａ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、イットリウム（Ｙ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、エルビウム（Ｅｒ）、ホロミウム（Ｈｏ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）の何れか１つ、又は、２つ以上の混合物である。希土類酸化物は、それらの酸化物を意味する。
【００４３】
金属１０４は、例えば金（Ａｕ）のナノ粒子であるが、これに限定されない。金属１０４は、白金（Ｐｔ）、又はパラジウム（Ｐｄ）等、チオールと結合し易い金属のナノ粒子であればよい。ここで、ナノ粒子は、略球状の粒子に限らず、所定方向に長い形状の粒子（以下、ナノロッドともいう）をも含む。
【００４４】
チオール１０６は、Ｒ−ＳＨ（Ｒは有機基）の構造を有している。ここで、有機基Ｒは、受容体（ｒｅｃｅｐｔｏｒ）に特異的に結合するリガンド（ｌｉｇａｎｄ、例えば、癌細胞に特異的に吸着する抗体）１０８により修飾されている。癌は、例えば、食道癌、胃癌、乳癌、肺癌、又は腸癌等である。乳癌に対しては、例えばトラスツズマブ（標的分子：ヒト上皮成長因子受容体２（ＨＥＲ２））及びベバシズマブ（標的分子：血管内皮成長因子（ＶＥＧＦ））がリガンドとして使用される。非小細胞肺癌に対しては、例えばベバシズマブがリガンドとして使用される。大腸癌に対しては、例えばセツキシマブ（標的分子：上皮成長因子受容体（ＥＧＦＲ））、バニツムマブ（標的分子：上皮成長因子受容体（ＥＧＦＲ））、及びベバシズマブがリガンドとして使用される。肝臓癌に対しては、例えばＤＬＫ−１抗体（標的分子：Ｄｅｌｔａ  ｌｉｋｅ−１  ｈｏｍｏｌｏｇ）がリガンドとして使用される。なお、トラスツズマブ、ベバシズマブ、セツキシマブ、及びバニツムマブは、リガンドであると共に癌の治療薬でもある。
【００４５】
図１に示したナノ複合体１００は、ナノチューブ１０２及び金属１０４をそれぞれ製造した後、金属１０４等を用いてナノチューブ１０２を表面処理（以下、改質ともいう）することにより作製される。以下、ナノ複合体１００の作製方法を具体的に示す。
【００４６】
（ナノチューブの作製）
ナノチューブの作製は、上記の特許文献７に開示されている方法と同様に行なわれる。原料には、希土類酸化物を硝酸に溶解したもの、又は、水溶性の希土類塩（例えば、硝酸塩、酢酸塩、又は希土類塩化物）を使用する。希土類は、上記のとおり、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｔｍ、及びＹｂの何れかである。溶媒である水に対する、希土類イオンの濃度は、約５〜１００ミリｍｏｌ／Ｌである。希土類イオン濃度は、望ましくは約２０〜５０ミリｍｏｌ／Ｌである。
【００４７】
具体的には、希土類を含む上記の水溶液に、非イオン性界面活性剤を母結晶原料（希土類酸化物又は希土類塩）の５ｗｔ％以上、より好ましくは約２０〜４０ｗｔ％添加する。非イオン性界面活性剤としては、ポリエチレングリコール型と多価アルコール型とがある。発光特性に優れた特定サイズのナノチューブを製造するためには、ポリエチレングリコール型で重合度が約３０００〜６０００のものが好ましい。
【００４８】
次いで、上記のように調製した水溶液に、アルカリ金属水酸化物水溶液又はアンモニア水溶液を加えて、そのｐＨを約９〜１３．５に、より好ましくは、約１２〜１３に調整する。ｐＨ調整後の水溶液を容器（例えば、フッ素系高分子製の容器）に入れ、この容器を水熱処理用金属容器中に入れて密封し、約８０〜２５０℃、より好ましくは約１００〜１８０℃で、水熱処理する。水熱処理は、ナノチューブの外径が約２０〜２００ｎｍとなるまで継続すればよい。ナノチューブの長さにはバラツキがあるが、後述するように、薬剤を包摂させてＤＤＳ製剤を作製する上で、このバラツキは殆ど影響しない。また、蛍光体材料としての発光特性にも、このバラツキは殆ど影響しない。
【００４９】
水熱処理終了後、遠心分離器を用いて遠心分離処理を行ない、容器中の生成物（ナノチューブの結晶）を沈殿させ、上澄み液を廃棄した後、再度蒸留水を容器に加えて攪拌し、再度遠心分離処理を行なって、生成物を沈殿させる。この沈殿操作を少なくとも１回、より好ましくは２回以上行なうことにより、生成物を洗浄する。
【００５０】
このようにして得られたナノチューブの結晶を、酸素気流中又は空気中で約５００〜１２００℃で、より好ましくは約８００〜１０００℃で加熱処理する。付活剤の価数を減じる必要性があるときには、還元雰囲気（例えば、水素含有窒素ガス（Ｈ２が３％、Ｎ２が９７％））中で加熱処理を行なう。
【００５１】
以上により、希土類酸化物を主成分とする、チューブ長が約５０〜７００ｎｍ、外径が約２０〜２００ｎｍのナノチューブを得ることができる。
【００５２】
（ナノチューブ表面の改質）
ナノチューブ表面の改質は、ナノチューブ表面に金を吸着させる工程と、その後、金にチオールを結合する工程とにより行なわれる。各工程に関して説明する。
【００５３】
（金ナノ粒子の作製）
次の工程により金ナノ粒子を作製する。
【００５４】
先ず、純水、所定濃度の塩化金酸水溶液、及び、所定濃度のクエン酸ナトリウム水溶液を、所定の体積比率で混合する。例えば、純水、１％の塩化金酸水溶液、及び、１％のクエン酸ナトリウム水溶液を、９４：１：５の体積比率で混合する。
【００５５】
次に、作製された混合物を、所定の温度に加熱し、撹拌しながら所定温度に維持する。所定温度は、例えば５０〜１５０℃であり、望ましくは７０〜１００℃である。これによって、混合溶液の色が黄色から紅赤色に変化する。混合溶液の色が黄色から紅赤色に変化した後、さらに所定の時間（例えば約５分間）加熱して、所定温度に維持する。これによって、金のナノ粒子をコロイド状に含む溶液が形成される。
【００５６】
最後に、得られた溶液から、金ナノ粒子を分離する。例えば、得られた溶液を遠心分離器にかけて、金ナノ粒子の集合物を得る。
【００５７】
この一連の工程において、塩化金酸水溶液の濃度を制御することで、金ナノ粒子の径を制御することができる。
【００５８】
（ナノチューブ表面への金の吸着）
続いて、次の工程によって、金ナノ粒子をナノチューブ表面に吸着させる。
【００５９】
上記のようにして作製されたナノチューブと、金ナノ粒子とを混合して、そのまま１〜４８時間、望ましくは６〜２４時間放置する。これによって、金ナノ粒子がナノチューブ表面（外壁及び内壁）に吸着する。
【００６０】
その後、金ナノ粒子と金ナノ粒子の混合物から水分及びクエン酸を除去する。具体的には、約１００℃の乾燥機内で、混合物の余分な水分を蒸発させる。続いて、水分を除去した混合物を加熱して、混合物からクエン酸を除去する。例えば、約４００℃の空気中に、混合物を所定の時間放置する。これにより、表面に金ナノ粒子が吸着されたナノチューブが作製される。
【００６１】
（金へのチオールの結合）
続いて、次の工程によって、ナノチューブの表面に吸着した金に、チオールを結合させる。
【００６２】
先ず、リガンドとして癌抗体又は葉酸を用いて、チオールを修飾する。末端基としてカルボン酸を有する癌抗体、又は葉酸と、末端基としてアミノ基を有するチオールとを脱水縮合反応させて、癌抗体で修飾されたチオール（チオール基含有抗体）、又は、葉酸で修飾されたチオール（チオール基含有葉酸）を合成する。
【００６３】
続いて、合成されたチオール基含有抗体又はチオール基含有葉酸を、上記で作製した金ナノ粒子を表面に結合させたナノチューブと容器内で反応させる。これによって、チオールを構成するイオウが金と結合する。チオールは金と特異的かつ優先的に反応し、反応後は非常に強い結合力を有するので容易に脱離しない。
【００６４】
以上により、図１に示すナノ複合体１００が作製される。図１のナノ複合体は、ＤＤＳに使用することができる。即ち、ナノ複合体１００を人体の血管等に注入すれば、ナノ複合体１００は、血流によって体内を移動し、リガンド１０８が特異的に所定の組織（癌細胞等）に吸着することにより、その組織に集まる。
【００６５】
例えば、後述するように、ナノチューブ１０２内に薬剤を包摂して徐放させることにより、健常な組織への影響を抑制しつつ、癌細胞のみを攻撃することができる。ここで、薬剤は、薬理作用を持つ生理活性物質に限定されず、遺伝子及び核酸医薬をも含む。
【００６６】
また、リガンド１０８の側鎖に癌治療薬を結合させれば、これによりリガンド１０８と選択的に結合した癌細胞を攻撃することができる。上記したように、リガンド１０８自体が、癌治療薬として機能するものであってもよい。
【００６７】
ナノチューブ１０２内にユウロピウム又はテルビウム等を付活（部分的な置換）してもよい。ユウロピウム及びテルビウムは、紫外線照射下で強い発光を示す。したがって、開腹手術、又は内視鏡検査等において、ナノ複合体１００を用いたＤＤＳにより、ナノ複合体１００を特定の病理部に集めて、紫外線照射すれば、病理部を目視で確認でき、正確な診断、及び治療を行なうことができる。
【００６８】
また、ＤＤＳによりナノ複合体１００を特定の組織（癌細胞）に集めて、発熱によって攻撃することもできる。上記のようにして作製されたナノ複合体１００では、金ナノ粒子が１つ１つ単独でナノチューブ１０２の表面に吸着しているのではなく、金ナノ粒子が互いに連結した状態（集合体）で、即ち所定の大きさの塊としてナノチューブ１０２の表面に吸着している。したがって、これに７００〜９００ｎｍの近赤外線を照射すると、発熱させることができる。例えば、照射部位の温度を約１０℃上昇させることができる。
【００６９】
上記では、略球状の金ナノ粒子を作製し、これをナノチューブ表面の改質に使用する場合を説明したが、これに限定されない。例えば、上記の非特許文献１により作製されたナノロッドを、ナノチューブ表面の改質に使用してもよい。ナノロッドは、具体的には次のようにして作製することができる。即ち、アノードに金の電極板（例えば３×１×０．０５ｃｍ）を用い、カソードに白金の電極板（例えば３×１×０．０５ｃｍ）を用いて、水にヘキサデシルトリメチルアンモニウム塩を溶解した０．０１〜２モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）（望ましくは０．１〜１．０モル濃度）の電解液を３８℃に維持し、３ｍＡで３０分間通電する。これによって、アスペクト比３〜６の金のナノロッドが得られる。これを遠心分離により回収して、金ナノ粒子と同様の方法で、希土類酸化物のナノチューブ表面に付着させる。このようにして作製されたナノチューブに７００〜９００ｎｍの近赤外線を照射すると、発熱させることができ、照射部位の温度を約１０℃上昇させることができる。
【００７０】
なお、ナノロッドを作製するための電解液溶質には、テトラオクチルアンモニウム塩、セチルトリメチルアンモニウム塩を使用してもよい。
【００７１】
なお、希土類蛍光体はニッケル又は鉄のような遷移金属が同じ系に存在すると、これら遷移金属イオンが励起エネルギーを無輻射失活して発光のためのエネルギー伝達が阻害される。よって、ナノ複合体１００は、鉄等による外部磁場による発熱を実現することはできない。
【００７２】
また、Ｇｄを主成分としたナノチューブ１０２を使用すれば、ナノ複合体１００は、公知の中性子捕捉療法に適用することができる。ガドリニウム（１５７Ｇｄ）は、熱中性子の捕捉断面積が非常に大きく、１５７Ｇｄ（ｎ，γ）１５８Ｇｄの反応により、中性子を捕捉した後、飛程の長いγ線（例えば、飛程１００μｍ以上）を大量に放出する。したがって、熱中性子を捕捉したＧｄは、癌組織内に存在していれば、癌細胞の外からでも癌細胞をγ線によって攻撃することができる。
【００７３】
例えば、Ｇｄにより形成されたナノチューブ１０２を備えたナノ複合体１００を人体の血管等に注入すれば、癌組織にナノ複合体１００が集まるので、癌組織に集合したナノ複合体１００に、加速器等の放射線装置によって発生させた熱中性子を照射して中性子を捕捉させることにより、中性子捕捉療法を実行することができる。また、Ｇｄは、ＭＲＩ造影剤としての機能を有するので、ナノ複合体１００を用いたＤＤＳにより、治療及び診断を同時に行なうことができる。
【００７４】
なお、Ｇｄにより形成されたナノチューブ１０２を備えたナノ複合体１００に、熱中性子を捕捉させた後、これを人体の血管等に注入、又は癌組織に直接注入してもよい。癌組織にナノ複合体１００が集まるのに要する時間に対して、中性子捕捉によるγ線放出の半減期が長ければ、このような方法も有効である。
【００７５】
図２に示すように、図１に示すナノ複合体１００の内部空間に所定の薬剤２０２を包摂して、ＤＤＳ製剤２００を作製することができる。例えば、包摂される薬剤２０２は抗癌剤である。抗癌剤は、例えば、疎水性の抗癌剤であれば、パクリタキセル（Ｔａｘｏｌ系）、シス−プラチン（ｃｉｓ−ｐｌａｔｉｎ）、又はポルフィリン（ｐｏｒｐｈｙｒｉｎ）系化合物である。
【００７６】
即ち、ナノ複合体１００に吸着させたい薬剤を、有機溶媒で溶かし、その溶液に上記で作製したナノ複合体１００を投入して、所定時間放置する。これによって、ナノ複合体１００の内部に薬剤が包摂されてＤＤＳ製剤２００となる。その後、遠心分離器により、溶液からＤＤＳ製剤２００を単離する。
【００７７】
薬剤の溶媒には、例えば、ＤＭＳＯ（Ｄｉｍｅｔｈｙｌ  ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ：ジメチルスルホキシド、（ＣＨ３）２ＳＯ）、ＣＨＣｌ３（クロロホルム）、エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）等を使用することができる。
【００７８】
なお、薬剤を有機溶媒で溶かした溶液にナノ複合体を投入すれば、薬剤がナノ複合体の空間内に入り込むが、薬剤及びナノ複合体を含む溶液を密閉容器に入れて減圧すれば、より短時間に包摂させることができる。例えば、１ｋＰａ〜１０−４Ｐａに減圧することが望ましく、０．１ｋＰａ〜１０−２Ｐａに減圧することがより望ましい。あまり低圧にすると、液内部に溶解していた窒素又は酸素が気化して沸騰したように液の外に気泡として放出され、その気泡が容器内壁に留まらず粒子（ナノ複合体）の表面にも付着する。これを防止するには、適度な減圧で気体を抜くことが好ましい。
【００７９】
ＤＤＳ製剤の徐放特性の測定には、リン酸緩衝液又はトリス緩衝液（ｐＨ７．４）の何れかを使用すればよい。上記の方法で作製したＤＤＳ製剤を、リン酸緩衝液又はトリス緩衝液に投入し、薬剤の徐放量を経時的に測定する。放出された薬剤の定量は、化合物の性質に応じて適切な方法を用いればよい。例えば、ＵＶ−Ｖｉｓ（可視・紫外分光法）を使用することができる。薬剤が金属を含んでいれば、高周波誘導結合プラズマを用いたＩＣＰ発光分析装置を使用することができる。それ以外では、蛍光光度計を使用することができる。作製したＤＤＳ製剤の徐放特性を測定することにより、所望のＤＤＳ製剤であるか否かを確認することができる。
【００８０】
上記では、ナノ複合体１００のベース部材としてナノチューブ１０２を用いる場合を説明したが、これに限定されない。形状が略球形であり、内部が中空のナノ多孔質粒子（以下、ナノ中空多孔体ともいう）をベース部材としてもよい。ナノ中空多孔体は、例えば次のようにして製造することができる。
【００８１】
ポリスチレンのような高分子ビーズをテンプレート（鋳型）として、上記した希土類塩の揮発性有機溶媒溶液を含浸、又は希土類塩の揮発性有機溶媒溶液に浸漬させた後、乾燥させる。この操作を複数回繰返した後、高温の炉内で熱処理する。これによって、ポリスチレンが除去されて、ナノ中空多孔体を得ることができる。
【００８２】
このときの希土類塩有機溶媒溶液の濃度は上記と同じであればよい。１回の含浸時間は所定時間以上であればよい。例えば、含浸時間は３分間以上であればよく、約５分間で十分である。
【００８３】
乾燥は１００℃の恒温乾燥機内で約３０分間行なう。加熱処理は前もって７００〜９００℃に加熱しておいた電気炉内に、当該試料を入れ、３〜１５分間焼成する。このような処理方法によれば、粒子間の融着を防ぐことができる。
【００８４】
このとき、高分子ビーズの表面に、高分子電解質のポリカチオン水溶液とポリアニオン水溶液とで積層することにより、ナノ中空多孔体の膜厚を制御することができる。例えば、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド（ＰＤＡ）とポリジウム４−スチレンスルフォネート（ＰＳＳ）とを、負に帯電しているポリスチレンビーズの上に積層させる。交互に約５層積層させて、上記の希土類有機溶媒溶液に２４時間含浸し、その後、７００〜９００℃に加熱しておいた電気炉内に当該試料を入れ、約３〜１５分間焼成すると、膜厚が約０．４μｍの希土類酸化物のナノ中空多孔体を形成することができる。
【００８５】
このようにして得られたナノ中空多孔体で、上記のナノチューブ１０２を代替することができる。即ち、ナノ中空多孔体の表面を、上記と同様に改質し、内部に薬剤を包摂させることができる。
【００８６】
以下に実験結果を示し、本発明の有効性を示す。
【実施例１】
【００８７】
上記した工程にしたがって、ナノチューブの作製、及びその表面の改質を行なった。具体的には、１００ｍＬのビーカーに純水１００ｍＬを入れ、１％の塩化金酸水溶液１ｍＬ、及び、１％のクエン酸ナトリウム水溶液５ｍＬを加えた。この混合物を入れたビーカーを、約８０℃の温度に維持した湯浴に入れ、約３０分間撹拌した。これによって、混合溶液の色が黄色から紅赤色に変化した。混合溶液の色が黄色から紅赤色に変化した後、さらに約５分間加熱した。得られた溶液を遠心分離器にかけて、コロイド状の金ナノ粒子を得た。
【００８８】
上記のようにして作製されたナノチューブと、金ナノ粒子とをシャーレに入れて混合し、金ナノ粒子をナノチューブ表面（外壁及び内壁）に吸着させた。この混合物が入ったシャーレを、約１００℃に設定した乾燥機に入れて、混合物の余分な水分を蒸発させた。続いて、このシャーレを約４００℃の空気中で加熱処理して、混合物からクエン酸を除去した。これにより、表面に金ナノ粒子が吸着されたナノチューブを作製することができた。即ち、元素分析結果から、ナノチューブ表面に金が付着していることが確認できた。またＳＥＭ像からもナノチューブ表面に金が付着していることを確認した。
【００８９】
以上、実施の形態を説明することにより本発明を説明したが、上記した実施の形態は例示であって、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々変更して実施することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１００    ナノ複合体
１０２    ナノチューブ
１０４    金属
１０６    チオール
１０８    リガンド
２００    ＤＤＳ製剤
２０２    薬剤
【図１】
2014131970.tif 000003
【図２】
2014131970.tif 000004