(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの強磁性金属の金属粒子３−１００個、及びグラファイトカーボン体を含む、最大直径５００μｍ未満の粒子であり、前記金属粒子が前記グラファイトカーボン体で少なくとも部分的に包埋される、粒子。
【請求項２】
請求項１に記載の粒子であり、前記強磁性金属が鉄を含む、粒子。
【請求項３】
請求項２に記載の粒子であり、少なくとも１つの強磁性金属の金属粒子がさらに、ニッケル、コバルト、貴金属及びそれらの組み合わせからなる群から選択される金属を含む、粒子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の粒子であり、前記少なくとも１つの強磁性金属の金属粒子がグラファイトカーボン体で少なくとも部分的にコーティングされ、及び金層で少なくとも部分的にコーティングされる、粒子。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の粒子であり、前記少なくとも１つの強磁性金属の金属粒子がグラファイトカーボン体で完全に包埋される、粒子。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の粒子であり、前記粒子がさらに、置換多環芳香族化合物を含み、前記置換多環芳香族化合物は前記グラファイトカーボン体の表面へ吸着される、粒子。
【請求項７】
金属炭素体としての請求項１に記載の粒子を製造するためのプロセスであって、当該プロセスが、炭素含有体に鉄前駆体及び少なくとも１つのその他の金属前駆体の水溶性溶液を含ませ、前記含ませた炭素含有体を乾燥させ、続いて前記含ませた炭素含有体を不活性及び実質的に無酸素の雰囲気下で、４５０から６００℃の温度で加熱し、それにより金属化合物を対応する金属合金へ還元することを含む、プロセス。
【請求項８】
金属炭素体としての請求項１に記載の粒子を製造するためのプロセスであって、当該プロセスが、炭素含有体に強磁性金属前駆体の水溶性溶液を含ませ、前記含ませた炭素含有体を乾燥させ、続いて前記含ませた炭素含有体を不活性及び実質的に無酸素の雰囲気下で、７００℃を超える温度に加熱し、それにより金属化合物を対応する金属へ還元する
ことを含む、プロセス。
【請求項９】
請求項８に記載のプロセスであり、前記強磁性金属が鉄である、プロセス。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれか一項に記載のプロセスであり、前記金属前駆体は、クエン酸、酢酸、ギ酸、ヒドロキシル酸及びクエン酸アンモニウムからなる群から選択される１又はそれ以上の有機酸の１つ又はそれ以上の塩である、プロセス。
【請求項１１】
請求項７乃至１０のいずれか一項に記載のプロセスであり、前記炭素含有体が、ミクロ結晶性セルロース、コロイド性カーボン、活性炭素体及びそれらの混合物からなる群から選択される、プロセス。
【請求項１２】
請求項７に記載のプロセスであり、前記金属合金がさらに、ニッケル、コバルト、貴金属及びこれらの混合物からなる群から選択される他の金属を含む、プロセス。
【請求項１３】
請求項７乃至１２のいずれか一項に記載のプロセスであり、前記粒子はアモルファスカーボンをさらに含み、前記粒子は酸化剤で処理され、前記アモルファスカーボンを除去し、かつグラファイト表面にカルボキシル酸基を生成する、プロセス。
【請求項１４】
請求項７乃至１３のいずれか一項に記載のプロセスであり、前記粒子が水素及び炭素含有分子を含む流れ中で処理され、前記粒子がグラファイトカーボン体で完全に包埋される、プロセス。
【請求項１５】
請求項７乃至１３のいずれか一項に記載のプロセスであり、前記粒子が、金化合物を含む水溶性溶液に浸漬され、前記粒子が部分的に金層でコーティングされる、プロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属性強磁性ナノ結晶を含み、水溶性溶液で解離し得る化学基が存在し得るアモルファス又はグラファイトカーボンのいずれかと組み合わされるナノ粒子であって、水溶液中で解離し得る化学基が上又は中に存在するナノ粒子に関する。本発明の分野は、例えば磁気共鳴イメージング及び蛍光イメージング、薬物輸送、細胞ラベル化及び温熱療法などの熱治療処置のための造影剤を含む。
【背景技術】
【０００２】
現在、強磁性ナノ粒子の最も重要な応用に１つは磁気共鳴イメージングのための造影剤である。磁場内の局在不均一性は磁気共鳴において緩和時間Ｔ１及びＴ２を大きく減少させる。従って、強磁性粒子の局在はプロトンの磁気共鳴イメージに暗点を与える。高分解能には、十分高磁性の小さい強磁性粒子が必要である。
【０００３】
一般に強磁性酸化物粒子が磁気共鳴イメージングのために適用される。大気中では前記酸化物粒子は比較的安定である。最も知られた強磁性鉄酸化物は、マグネタイト、Ｆｅ３Ｏ４又はＦｅ（ＩＩ）Ｆｅ（ＩＩＩ）２Ｏ４及びマグヘマイト、γ−Ｆｅ２Ｏ３である。他の２価金属原子、例えばコバルトやニッケルとの組み合わせもまた、強磁性酸化物、ＣｏＦｅ２Ｏ３及びＮｉＦｅ２Ｏ３を与える。
【０００４】
マグネタイトの小粒子は通常は、Ｆｅ（ＩＩ）及びＦｅ（ＩＩＩ）化合物を含む溶液を混合することで得られる。前記混合工程に依存して、小さいクラスタ化マグネタイト粒子が得られ得る。磁気共鳴イメージングで適用されるために製造される強磁性鉄酸化物はＳＰＩＯとして知られており、超常磁性鉄酸化物及び非常に小さい粒子はＵＳＰＩＯ、極小超常磁性鉄酸化物として知られている。超常磁性とは、十分に小さい常磁性粒子のスピンがマルチドメイン中で配列していないことを意味する。磁気マルチドメインの形成は、磁性粒子が外部磁場の不存在下では磁気モーメントを示さない。十分に小さい強磁性粒子はマルチドメインを形成しない。強磁性小粒子は従って、シングルドメイン粒子であり、これは個々の粒子に存在する磁性原子のモーメントが異なるドメインで配列していないのではなく、同じ方向に配列していることを示す。従ってシングルドメイン粒子は強磁性モーメントを示し、また外部磁場の不存在下でも強磁性モーメントを示す。前記粒子がクラスタ形成することなく液体中に分散されると、それらは自由に回転し得る。その後前記個々の粒子の磁気モーメントの回転は熱力学的平衡に達すると考えられ、この平衡は前記粒子の磁気モーメント、外部磁場の強さ及び熱エネルギー（温度）に依存するであろう。常磁性材料と対照的に、強磁性粒子の磁気モーメントは数千から数百万の原子の磁気モーメントを含むことから、この常磁性挙動は超常磁性と名付けられる。液体中で多かれ少なかれ自由に動き得る磁性粒子は従って残留磁気を示さず；外部磁場の存在なしでは液体中で分散されたシングルドメイン粒子の磁性は無視できる程度である。強磁性粒子の磁気異方性エネルギーが、熱エネルギーｋＴの程度である場合には、個々の粒子の磁気モーメントの配向はまた、粒子が全体として回転できない場合には熱力学的平衡に達し得る。液体中に分散されたシングルドメイン粒子間の磁気相互作用により、通常前記粒子がクラスタを形成し、そこで個々の粒子の磁気モーメントは、外部磁場が存在しない場合に起こるように配向されることとなる。生物的応用にとってはこのようなクラスタ形成は好ましいことではない。
【０００５】
従来技術による前記ＳＰＩＯ及びＵＳＰＩＯは非常に小さく、即ち、図１に示されるようにＵＳＰＩＯでは４から７ｎｍである。ＳＰＩＯ及びＵＳＰＩＯ粒子は磁気共鳴イメージングに適切な造影効果を与えることができるけれどいくつかの問題点もある。Ｆｅｒｉｄｅｘ（ＴＭ）及びＲｅｓｏｖｉｓｔ（ＴＭ）などの市販材料は負に荷電され、血液中での寿命は比較的短い（半減時間は１時間未満）。デキストランでコーティングされた１５から３０ｎｍの鉄酸化物を含むＣｏｍｂｉｔｒａｎ（ＴＭ）は、血液中ではより長い、即ち２４から３６時間の寿命を持つ。生きている細胞の健康は前記鉄酸化物粒子から溶解される鉄成分により悪影響を受ける。前記鉄酸化物小粒子は、ほとんど必ず強くクラスタ化されている。図２に示されるように、前記強磁性粒子は、比較的大きなクラスタとして生細胞内に取り込まれる。前記細胞は、そのようにして取り込まれた比較的大量の鉄酸化物に対しては十分に応答できない。
【０００６】
最近のいくつかの特許出願において、興味ある磁気共鳴イメージングのための造影剤が開示されている。国際公開第２００４／１０７３６８号には、その表面がアミン基で変性された２０ｎｍ未満の磁性鉄酸化物粒子が開示されている。前記等電点は１０以上である。国際公開第２００９／１０９５８８号には、２つの異なるリガンドであって、第１のリガンドが静電的に荷電される基であり、第２のリガンドが親水性であるリガンドを持つ鉄酸化物粒子が開示される。国際公開第２００９／１３５９３７号には、リンカーが開示され、このリンカーの第１の端部はポリエチレンイミンポリマーに結合され、他の端部は前記ナノ粒子コアに結合されており、又はポリイミンポリマにグラフトされたポリエチレンポリマーへ結合されている。また、これらの強磁性酸化物は、粒子サイズの広い分布、個々の粒子の凝集による問題を持ち、非強磁性鉄酸化物及び多孔性材料への反応又は再結晶により不安定である。特に、前記強磁性粒子は非常にクラスタ化するということが問題である。
【０００７】
強磁性酸化物粒子は一般にクラスタ化し比較的低い磁気モーメントを示す。粒子あたりのより高い磁気モーメントを持つクラスタ化しない小粒子は、低濃度でより優れた造影効果を与えるという点で非常に魅力的である。強磁性金属及び合金中の原子磁気モーメントは並行に配向することから、それらの磁性は通常はより高い。しかし、小粒子は大気の空気に暴露されることで容易に酸化され得る。燃焼性である金属性小磁気粒子を扱うことは従って困難である。また、粒子サイズの狭い分布を持つ金属性小強磁性粒子の十分な大規模製造は問題がある。最後に、金属性強磁性粒子の比較的高い磁気モーメントは、前記粒子のクラスタ化を避ける事をより難しくすることとなる。
【０００８】
従って前記常磁性金属小粒子を製造後に不活性層でコーティングすることは必要な１つである。従来技術の金属性強磁性粒子は従って前記金属粒子に不活性層を適用することを含む。米国特許第４８５５０９１号は、小さいニッケル、鉄又はコバルト粒子を、適切な前駆体を高度に多孔性のセラミック支持体上に適用して還元し、続いて前記小粒子を炭素輸送ガス流に暴露する製造方法が開示される。前記ガス流は、メタン又はトルエンなどの炭化水素、及び水素又は一酸化炭素及び水素のいずれかを含む。前記ガス流への暴露の結果、金属粒子からカーボンナノファイバの成長が生じる。一般に、金属粒子は、カーボンナノファイバの端部でグラファイト層、又はカーボンナノチューブ内に囲まれることとなる。
【０００９】
その後Ｃａｒｎｅｇｉｅ  Ｍｅｌｌｏｎ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅは、グラファイト層でコーティングされた磁性金属又は金属カーバイドナノ粒子について米国特許第５４５６９８６号を取得した。前記手順はガドリニウムカーバイドナノ微結晶の製造により例示された。請求された手順はスケールアップすることは難しく、容易に大量の強磁性粒子を得ることはできない。前記手順によると、孔をグラファイト棒に開けて、前記孔を強磁性金属の酸化物又は常磁性希土類酸化物で埋める。続いて製造された棒をＫｒａｔｓｃｈｍｅｒ−Ｈｕｆｆｍａｎｎカーボンアーク処理に供される。前記処理により、多くのすすといくらかの磁性粒子が得られ、前記磁性粒子は得られた粉末を不均一な磁場を通じることで分離される。得られた磁性粒子はグラファイト層で完全にコーティングされていないようであり、従ってなお酸化される可能性がある。
【００１０】
より容易にスケールアップできる強磁性粒子の製造が国際公開第９９／４６７８２号に開示される。この特許出願の全ての内容は参照されて本明細書に援用される。この特許出願で開示される手順は、高度に多孔性のアルミナやシリカなどのセラミック支持体上に強磁性金属前駆体を適用することを含む。前記支持体上に前駆体を適用するために用いられる手順は、通常、支持体で支持された金属触媒の製造でも用いられる方法である。前駆体を対応する金属に還元した（通常は負荷された支持体を水素を含むガス流中で高温度に維持することで実施される）後、金属粒子が炭素輸送ガス流に暴露される。前記炭素輸送ガス分子の分解により、前記金属粒子の表面上に１又はそれ以上のグラファイト層が成長することとなる。留意すべき重要な点は、前記グラファイト層は前記金属粒子の端部及び角で曲がっているということである。金属粒子からのカーボンファイバの成長は、低水素圧及び高温度で操作することで抑制される。金属粒子の包埋の後、前記材料は室温へ冷却され、セラミック支持体は溶解させて除去される。アルミナは、例えばリン酸又は水酸化ナトリウムで溶解され得る。またシリカは水酸化ナトリウムで溶解され得る。強磁性金属の前駆体とシリカ支持体との反応は避けるべきである。というのは得られる金属シリケートはアルカリ溶液には溶解しないからである。シリケートへの反応が進行した場合には、支持体の溶解はフッ化水素酸で処理しなければならない。フッ化水素酸は取り扱いが危険であり、この酸での処理は産業上の応用には魅力的ではない。
【００１１】
国際公開第９９４６７８２号はさらに、永久磁気モーメントを持つ強磁性粒子は、鎖状に並ぶ傾向があるために分散させることが難しいことを開示する。環状鎖状に並ぶ傾向があり、残留磁場は低く、一方で強磁性粒子はそれにもかかわらずクラスタ化する。国際公開第９９／４６７８２号は従って、ニッケル鉄合金の小粒子を適用することを提案する。特定のニッケル鉄合金の低磁気異方性により、そのような粒子は、外部磁場の存在下でのみそれらの原子磁気モーメントのシングルドメイン配置が考えられる。そのようなニッケル鉄粒子の分散性は良好であるが、ニッケルの発癌性は好ましくない。
【００１２】
コーティングされた金属性強磁性粒子の他の製造方法が米国特許出願公開２００８／００５７００１号に記載される。この特許文献では、対応する金属カルボニルを高温６００から１２００℃で分解させて小強磁性粒子を製造することを記載する。この金属又は合金粒子は、チラーによりガス流から分離された。前記粒子はその後ポリエチレングリコール又はポリマー性スターチの溶液に入れられた。金属の酸化を完全に避けることができないということは、飽和磁化から明らかであり、１０及び２６ｎｍの平均粒子サイズの鉄粒子につき、それぞれ１５２．５ｅｍｕ／ｇ及び６０．０ｅｍｕ／ｇであった。測定された飽和磁化は、バルク鉄の飽和磁化（２２２．６ｅｍｕ／ｇ）よりも非常に低い。非開示方法による平均直径２６ｎｍの炭素でコーティングされた鉄粒子がより高い飽和磁化１１９ｅｍｕ／ｇを示すということは重要である。得られたコーティングされた金属又は合金は、超音波による分散処理の後、０．１μｍのポアサイズを持つフィルタに通して濾過され得る。そのようにして製造された粒子の分布の走査電子顕微鏡による画像は、金属又は合金の分布の低い残留磁化の原因を明らかにした；即ち、予想されたように強磁性粒子が閉鎖ループ状に存在し、従って非常に低い残留磁化を生じることとなる。留意すべきことは、少なくとも部分的に金属性粒子の飽和磁化はなお、鉄酸化物粒子（Ｂｅｒｌｅｘ  Ｉｍａｇｉｎｇ、  ａ  ｕｎｉｔ  ｏｆ  Ｂｅｒｌｅｘ、  Ｉｎｃ．からの市販鉄酸化物Ｆｅｒｉｄｅｘが約６８  ｅｍｕ／ｇ）と比較してなお顕著に高い、ということである。
【００１３】
非常に興味深いことは、Ｔｈｅ  Ｂｏａｒｄ  ｏｆ  Ｔｒｕｓｔｅｅｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｌｅｌａｎｄ  Ｓｔａｎｆｏｒｄ  Ｊｕｎｉｏｒ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙが出願した特許出願が、グラファイト層内に包埋された強磁性粒子を製造するための、上の国際公開第９９／４６７８２号で扱う処理と同じ方法を記載しているということである。前記関連する特許出願は米国特許出願公開第２００８／０２１３１８９号である。
この特許出願はコバルト鉄合金粒子に限られている。ＦｅＣｏ粒子の飽和磁化は２１５ｅｍｕ／ｇであり、これはバルクのＦｅＣｏの２３５ｅｍｕ／ｇに近い。炭素コーティングの金属又は合金の機能化は、機能化のために極性脂質を請求する米国特許出願公開第２００８／０２１３１８９号とは対照的に国際公開第９９／４６７８２には扱われていない。極性脂質は、末端に極性基を持つ脂肪族炭素鎖を持つ分子として定義されている。より具体的には、リン脂質が請求され、末端リン酸基を持つ脂肪族炭素鎖を持つ分子として定義されている。最後にアルコキシ又はチオアルキル基及びアルキルアミノ基を含む分子が請求されている。
【００１４】
国際公開第０３／０５７６２６号には、ヘテロ原子を含むグラファイト殻（シェル）内に包埋された強磁性コアを持つミクロ粒子の製造方法が開示される。特に、国際公開第０３／０５７６２６号には、その方法により製造されたナノ粒子の炭素コーティングが７表面原子％の窒素を含むこと、及びかかる粒子が構造的に及び基本的に、その炭素被覆層が炭素原子のみを含みかつ本質的に平面状プレートからなるという点でナノ粒子とは異なる、ということを記載している。
【００１５】
Ｈａ  Ｂ．らは、「Ｐｈｙｓｉｃａ  Ｂ：Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ  Ｍａｔｔｅｒ  ４０４、２００９、１６１７−１６２０」で、Ｆｅ触媒アーク放電により合成されたシングルウオールカーボンナノチューブにつき、鉄粒子が前記カーボンナノファイバのかせ内に存在することを記載している。
【００１６】
Ｂｏｒｙｓｉｕｋ  Ｊ．らは、「Ｃａｒｂｏｎ、４６、２００８、１６９３−１７０１」で、カーボンナノファイバおよびすすの中の炭素包埋ナノ粒子を記載する。
【００１７】
Ｈａｒｒｉｓ  Ｐ．Ｊ．Ｆ．らは、「Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、２９３（１９９８）５３−５８」で、充填カーボンナノ粒子の製造方法につき記載する。この文献の顕微鏡写真で開示されるように、前記充填カーボンナノ粒子はカーボンナノファイバと関連して製造される。
【００１８】
米国特許出願公開第２００６／１１６４４３号には、カーボンブラックに金属化合物を内包させ金属化合物を還元剤で還元することで製造される金属コーティングカーボンブラックが記載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】国際公開第２００４／１０７３６８号
【特許文献２】国際公開第２００９／１０９５８８号
【特許文献３】国際公開第２００９／１３５９３７号
【特許文献４】米国特許第４８５５０９１号
【特許文献５】米国特許第５４５６９８６号
【特許文献６】国際公開第９９／４６７８２号
【特許文献７】国際公開第９９／４６７８２号
【特許文献８】米国特許出願公開２００８／００５７００１号
【特許文献９】国際公開第９９／４６７８２号
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００８／０２１３１８９号
【特許文献１１】米国特許出願公開第２００８／０２１３１８９号
【特許文献１２】国際公開第０３／０５７６２６号
【特許文献１３】国際公開第０３／０５７６２６号
【特許文献１４】米国特許出願公開第２００６／１１６４４３号
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】Ｈａ  Ｂ．  ｅｔ  ａｌ．、  Ｐｈｙｓｉｃａ  Ｂ：Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ  Ｍａｔｔｅｒ、４０４、２００９、１６１７−１６２０
【非特許文献２】Ｂｏｒｙｓｉｕｋ  Ｊ．ｅｔ  ａｌ．、Ｃａｒｂｏｎ、４６、２００８、１６９３−１７０１
【非特許文献３】Ｈａｒｒｉｓ  Ｐ．Ｊ．Ｆ．ｅｔ  ａｌ．、Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、２９３（１９９８）５３−５８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、改善された方法で製造された、クラスタ化を生じない改良されたグラファイトコーティング金属強磁性粒子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の課題は、従って、均一に分布された強磁性小金属粒子を含むナノ粒子であって、前記強磁性粒子がクラスタ化することが抑制されたナノ粒子を提供することである。ナノ粒子中の金属粒子の数が百粒子未満に維持される場合に、これが可能となることが見出された。例えばＭＲＩ応用のためにナノ粒子を使用するためには、それぞれのナノ粒子の金属粒子の数は少なくとも３であるべきである。好ましくは、それぞれのナノ粒子中に、２０未満の粒子、及びより好ましくは１０未満の強磁性粒子が存在する。前記ナノ粒子は、前記個々の強磁性粒子がグラファイト層で少なくとも部分的に包埋されることで形成される。前記包埋が部分的である場合には、前記強磁性粒子の表面はさらに金層でカバーされ得る。好ましくは、前記強磁性粒子は、グラファイトカーボン及び金層で完全にカバーされる。
【００２３】
前記強磁性金属は鉄を含む。それらは完全に、又は本質的に鉄を含み得る（例えば＞９９重量％）。さらに、それらは少量の他の金属を含み得る（例えば１−５重量％）。特に他の金属としては鉄の還元を容易にする金属である。
【００２４】
通常は前記金属粒子のサイズ（最大直径）は１から２００ｎｍであり、好ましくは、１０から１００ｎｍである。前記ナノ粒子は通常は、５００μｍ未満のサイズ（最大直径）、好ましくは１００−２００μｍ、好ましくは１０μｍ未満及びより好ましくは１μｍ未満のサイズである。
【００２５】
医学的応用のためには、金属鉄粒子が好ましく使用される。というのはニッケル及びコバルトなどの磁性金属は、これらの成分を含む合金も同様に毒性があるからである。しかしながら、グラファイト層による包埋は、生物材料が毒性金属と接触することを妨げ得る。従って、全ての強磁性粒子が完全に包埋されることが本質的である。
【００２６】
鉄酸化物及び他の鉄前駆体は金属鉄に還元することは非常に難しい。というのは熱力学的平衡には非常に低い水蒸気圧又は非常に高い温度を要求するからである。シリカ又はアルミナなどの親水性支持体を用いると、前記支持体の内部で前記水蒸気圧を十分下げることは不可能である。従ってアンモニア合成触媒は、９８重量％以上のマグネタイトを含み、及び僅か約１重量％のアルミナを、約１重量％の酸化カリウムと共に含むのみである。しかし、通常の高多孔性酸化性支持体を用いると、前記支持体表面上に適用される純粋鉄酸化物又は酸化鉄前駆体を水素を用いる還元により金属鉄に還元することは不可能である。前記支持体本体の内部の水蒸気圧が高く維持されたままである。非常に小さい支持体は適用され得ない。というのは前記還元ガス流の圧力低下が大きすぎるか、又は前記負荷された支持体の小さい粒子が前記ガス流に取り込まれるからである。これが、前記米国特許出願第２００８／０２１３１８９号が、鉄コバルト合金粒子についてのみ記載する理由である。コバルトは鉄酸化物の還元を顕著に容易にすることが知られている。通常の支持体、即ちアルミナやシリカの他の問題点は、水蒸気の存在下で還元により得られる鉄（ＩＩ）は支持体と反応してスピネルＦｅ（ＩＩ）Ａｌ２Ｏ４となるかシリケートとなる可能性があるということである。この高多孔性セラミック材料内の鉄（ＩＩ）は約９００℃未満の温度では還元され得ない。
【００２７】
本発明の第１の課題は従って、鉄の還元を容易にする他の金属との鉄合金を含む強磁性合金小粒子を含むナノ粒子の製造である。
【００２８】
第２の課題は、前記鉄粒子の表面を完全に又は不完全にカバーするグラファイト層により、前記強磁性合金小粒子を含むナノ粒子の酸化に対する保護を提供することである。
【００２９】
他の課題は、前記グラファイト層でカバーされない強磁性金属粒子を含むナノ粒子の表面の部分を薄金層でコーティングすることを提供することである。
【００３０】
さらに本発明の課題は、水溶液体中で分散させて顕著なクラスタ化を起こさない、生物流体と整合性のある強磁性粒子を含む前記ナノ粒子の製造を提供することである。本発明のこの課題は、従って、前記ナノ粒子の強磁性金属粒子を包埋するグラファイト層の表面上に静電的荷電基を適用することを含む。
【００３１】
国際公開第９９／４６７８２号及び米国特許出願公開第２００８／０２１３１８９号に記載された方法は大規模に実施するのは容易ではない。前記強磁性金属の前駆体で負荷されたセラミック支持粒子の固定床を用いては、前記負荷されたセラミック支持体の前記粒子を均一なガス組成物に暴露することは難しい。前記包埋の前に前記金属前駆体の還元の際にはすでに、還元ガスの水蒸気含有量が変化している。前記セラミック支持体の固定床を用いると、還元ガス流が入る前記固定床の部分は還元され始め、還元で生成された水蒸気が固定床の残る部分を通じて流れることとなる。前記水蒸気は、金属酸化物を対応する金属や合金への還元を遅らせることとなる。水蒸気は鉄酸化物と共に、鉄（ＩＩ）と支持体との反応を促進し得る。従って還元の程度は前記セラミック体の固定床の位置により大きく変化し得る。また、炭素輸送ガスへの暴露による包埋の間は、鉄粒子の均一なコーティングを達成することは難しい。カーボンナノファイバの非常に迅速な成長は前記固定床の十分に還元された部分の内部で進行することが可能であり、これによりほぼ完全に前記炭素輸送分子を消費する。負荷された支持体の固定床である最も明確な構成は、従って最適化反応装置設定ではないこともあり得る。回転キルン内の少量の金属粒子が負荷された支持体の薄い層は、ガス相の移送問題によりよく対処し得る。しかし、キルン内の前記ガス流が小さい支持体を取り込む恐れがあることから前記支持体は小さすぎることはできない。負荷された支持体の流動床は最も有望であるが、流動床反応装置の取り扱いは容易ではない。
【００３２】
最も大きい問題は、従って、負荷された支持体の大部分（カーボンナノファイバの成長が伸張性ではなく前記金属粒子が包埋される）で均一な条件を達成することである。通常は前記金属粒子の大部分は完全には包埋されず、前記支持体を除去するために酸性溶液で処理する間に金属粒子を溶解させることとなる。従って適切にコーティングされた金属粒子の製造収率は比較的低い。本発明の最後の課題は従って、国際公開第９９／４６７８２号に関する方法よりもより容易に制御され、かつより容易にスケールアップし得る方法を提供することである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
驚くべきことに、前記課題は本発明によるナノ粒子を製造することで非常にスムーズに実現され得ることが見出された。本発明は、炭素含有体に鉄前駆体と鉄を金属鉄に容易に還元する少量の金属前駆体と共に含ませること、前記含ませた炭素含有体を乾燥し、及び前記炭素含有体を窒素流内に保持し、一方前記炭素含有体が炭素及びガス状物質へ分解されるレベルへ温度を上昇させることを含む。
【００３４】
従って、本発明の他の実施態様は金属炭素体を含むナノ粒子の製造のためのプロセスに向けられ、ここで前記金属炭素体は、グラファイトカーボン内に少なくとも部分的に包埋された強磁性金属合金粒子を含み、前記プロセスは、少なくとも１つの強磁性金属前駆体の水溶液を炭素含有体に含ませ、前記含ませた炭素含有体を乾燥し、続いて前記炭素含有体を不活性及び実質的に無酸素雰囲気中で加熱し、それにより前記金属化合物を対応する金属合金へ還元することを含む。
【００３５】
好ましい炭素含有体はミクロ結晶性セルロースであり、これは０．１から約０．５ｍｍまで変わり得る直径の球状物として商業的に利用されている。そのような球状物は、医薬の徐放のために製造されている。ミクロ結晶性セルロース球状物に金属前駆体を含ませることは容易に実施され得る。熱水処理した砂糖（コロイド性カーボン）は適切な炭素体としてまた使用され得る。前記コロイド性カーボンは、１６０から２００℃で水熱的処理された砂糖溶液から製造され得る。また、活性炭素も、鉄酸化物の還元の実施のため及びグラファイト層包埋のための炭素を提供するための適切な炭素体として使用することができる。
【００３６】
強磁性粒子のための適切な前駆体は前記金属の塩である。適用される前駆体は、必要な還元方法に影響を与える。許容される結果は鉄（ＩＩＩ）硝酸塩により得られるが、前記セルロ−ス性材料との爆発性反応が進行し得る。従って好ましくは、クエン酸、酢酸又はギ酸などの有機酸の塩、さらには有機ヒドロキシル酸の塩である。最も好ましくは、鉄アンモニウムクエン酸塩であり、この化合物は前記分解炭素体材料と接触すると容易に比較的低温度で分解して金属性鉄を生成する。
【００３７】
この驚くべき簡単な方法により、前記グラファイト層で包埋された金属粒子を含むナノ粒子を製造でき、かつ前記炭素がミクロ結晶性セルロースにより与えられる、ということが見出された。従って、前記含ませた炭素含有体を通じてガス流から前記ナノ粒子の支持された金属粒子への炭素輸送ガス分子の移動は含まれない。前記ミクロ結晶性セルロース体の温度が非常に均一であることから、前記ナノ粒子に含まれる金属粒子の全てが同じ条件の対象とされる。前記方法はまた、前記強磁性金属又は合金の前駆体を炭素体上に適用し、かつ前記負荷された炭素体を不活性雰囲気下で高温度で維持する。従って、本発明による方法では水素は必要ではない。水素の広い爆発限界は、水素の使用を魅力的なものとしない。
【００３８】
前記金属前駆体のほぼ完全な還元及びグラファイトコーティングを達成するための温度は、使用される前記セルロース性材料にまず依存する。通常は約４５０℃の温度が、前記セルロース性材料を分解してアモルファスカーボンにするために十分である。前記金属前駆体の還元は、前記前駆体の熱力学的平衡に依存する。４５０から約７００℃の範囲の温度では、鉄前駆体はそれだけでは還元されない。前記鉄前駆体の還元を達成するためには、触媒的に還元を促進する成分が必要となる。ニッケル又はコバルトは、鉄前駆体の還元を容易にすることができ、及びまた白金やパラジウムなどの貴金属も鉄前駆体の還元を達成するために使用することができる。驚くべきことに、我々は、６００℃での熱処理により、グラファイト層に包埋された金属性合金粒子が得られることを見出した。好ましくは前記熱処理の温度は４５０から６００℃である。
【００３９】
前記還元を触媒する金属の量は比較的少なく、例えば全金属の重量に対して、５重量％未満であり、好ましくは２重量％未満、さらに好ましくは１から２重量％である。製造されたナノ粒子は、アモルファスカーボンのマトリックス内に存在する包埋された合金粒子を含む。
【００４０】
前記アモルファスカーボンは二酸化炭素に酸化することで容易に除去し得る。酸素ガスでの酸化は、酸素含有ガス流内で約５００℃未満の温度で熱処理することで実施され得る。金属粒子がその中に包埋されたグラファイトカーボンは酸素ガスで約５００℃を超える温度で酸化され、一方でアモルファスカーボンはより低温度で酸化され得る、ということが見出された。前記酸化はまた、液体酸化剤を用いて処理することで低温度で実施され得る。好ましくは、前記酸化は、硝酸又は硝酸と硫酸との混合物を用いて実施される。
【００４１】
本発明により製造されるナノ粒子において重要なことは、前記酸化は、鉄（合金）を包埋するグラファイト層の表面上の欠陥サイトに酸素含有基を生成する、ということである。前記酸素含有基はカルボキシル酸基及びフェノール性基を含む。前記カルボキシル酸基はｐＨが約３を超えるとイオン化され、低ｐＨレベルでは前記カルボキシル酸基の酸素原子上にプロトンが付加されて正電荷が生じる。前記コーティングされた鉄粒子の表面上に導入されたかかる静電的電荷は前記ナノ粒子がクラスタ化することを防止する。前記酸化処理から得られる金属小粒子を含むナノ粒子は前記溶液中に残り、不均一磁場により溶液から容易に分離され得るので、液体相での低温度での処理が本発明において好ましい。
【００４２】
驚くべきことに、水溶液中で解離可能な１又はそれ以上の置換基を含む多環芳香族化合物が、水溶液からグラファイトカーボン上に不可逆的に吸着されるということが観察された。従って本発明の他の実施態様によると、そのような多環芳香族化合物が、前記ナノ粒子の合金粒子を包埋するグラファイト層の表面上に吸着されたものである。前記グラファイト上の静電的電荷は、前記多環芳香族化合物内で置換された解離化学基によるものであり、これにより前記粒子の分散が安定化される。好ましくは、ピレンからの誘導化合物が前記グラファイトの表面に吸着されるように使用される。
【００４３】
本発明の第１の実施態様は、前記ナノ粒子であり、これは強磁性合金粒子を含み、高含有量の金属性鉄を含み、これはグラファイト層に包埋されており、水性液体中に良好に分散されている。前記ナノ粒子の鉄含有量は、金属相の７０及び９８重量％の間で変更することができ、好ましくは９０重量％を超える。
【００４４】
熱力学からは予測されるように、純粋鉄酸化物の金属性鉄への還元は促進されず非常に困難である。しかし純粋金属性鉄粒子は、毒性の金属が含まれていないことから医学的用途には好ましいものである。本発明による方法が使用される場合には、少なくとも７００℃の温度が金属性鉄粒子（強い強磁性）を製造するために必要とされる。驚くべきことは、鉄前駆体をミクロ結晶性セルロース体、砂糖の水熱処理により得られたコロイド性カーボンから製造される炭素体又は活性炭素体のいずれか用いることで、比較的低温度で比較的短時間で加熱処理することで鉄前駆体を金属性鉄へ還元する、ということである。
【００４５】
従って本発明のさらなる実施態様は、金属炭素粒子を含むナノ粒子の製造のためのプロセスに向けられる。ここで、前記金属炭素粒子はグラファイト炭素内に少なくとも部分的に包埋された強磁性金属粒子を含み、前記プロセスは、金属前駆体の水溶液を炭素含有体に含ませ、前記含ませた炭素含有体を乾燥し、続いて前記炭素含有体を、不活性の実質的に無酸素雰囲気下で７００℃を超える温度で加熱して、それにより前記金属化合物を対応する金属へ還元する、ことを含む。
【００４６】
我々は、前記含ませる溶液が不均一に分布することで、前記炭素体の外部端部で大きな鉄粒子を形成することがあり、同様に多数の非常に小さい金属性粒子を形成することがあることを見出した。
この種類の不均一性は反応の際に十分撹拌することで防止され得る。
【００４７】
小鉄粒子のサイズは、前記鉄前駆体を含むセルロース材料の負荷量で制御され得る。より大きい負荷量はより大きい鉄粒子を生成する。約３ｎｍの鉄粒子が容易に得られる。
【００４８】
前記ナノ粒子を塩酸で処理して水素発生が測定されるということは、多くの鉄粒子が、低温度で製造された鉄粒子とは対照的に、鉄粒子が不完全に包埋されていることを示す。完全には包埋されていない鉄粒子を含むナノ粒子を使用することも有望であり得る。というのは、生体細胞はよりゆっくりと溶解する鉄粒子にはうまく対応することができることがあり得るからである。少数の鉄粒子を含む金属性鉄ナノ粒子の高い磁気モーメントは、ＭＲＩ実験において細胞の位置を示すために十分である。
【００４９】
前記ナノ粒子の完全な包埋を達成するためには、ベンゼン及びトルエンを含む芳香族化合物などの水素と炭素を含む分子、ＣＯ、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ４又は低級アルカン、アルキレン、アルコール、アルキンなどの他のガスを含む炭素含有分子を含む流れでの処理で十分である。好ましくは、そのような流れで処理されたナノ粒子はニッケルを含まない。というのはニッケルは望ましくないカーボンナノファイバの生成を起こす恐れがあるからである。より好ましくは、そのような流れで処理されたナノ粒子はナノ粒子中の金属として鉄のみを含む。というのはこれにより、特にナノファイバ生成が完全に抑制されることから驚くべき優れた結果を与えるからである。
【００５０】
鉄粒子及び炭素含有体を含むナノ粒子はその後粉砕され得る。大きい鉄粒子は、低強度の不均一磁場内で容易に除去され得る。大きな鉄粒子はまた、グラファイト層でコーティングされていない。小さい鉄粒子の完全な包埋化の後、大きい鉄粒子はまた、塩酸又は硫酸などの鉱酸で処理することで除去され得る。
【００５１】
多くの生物学的興味のある基（例えば前記表面のメルカプタン（チオール）、スルフィド又はジスルフィド基）は金表面に付され得ることから、金層でコーティングされた表面部分を持つ金属性鉄粒子を含むナノ粒子はまた興味あるものである。従って金属鉄粒子を含むナノ粒子であって、部分的にグラファイト層と部分的に金層とでカバーされたナノ粒子もまた本発明の実施態様である。金層は、鉄粒子を含むナノ粒子を塩化金などの金化合物の溶液中に浸漬することで、前記ナノ粒子の鉄表面に容易に適用され得る。前記ナノ粒子の表面の鉄原子は金原子と置換される。
【００５２】
驚くべきことに、約７００℃を超える温度で、金属カーバイドを形成し得る金属の前駆体を負荷させたミクロ結晶性セルロース材料を処理すると、アモルファスカーボンがグラファイトリボンに変換されることが観察された。鉄及び鉄−ニッケル粒子を含むナノ粒子を用いると前記変換はほぼ完全であり得る。グラファイトカーボンは、特定の分子を吸着する、又は特定の分子と化学的に結合するという興味ある性質を示す。完全に又は不完全にグラファイト層により包埋された強磁性鉄小粒子を含むグラファイトカーボンを含むナノ粒子は従って本発明の１つの実施態様である。
【００５３】
包埋された金属性鉄粒子及びグラファイトカーボンを含むナノ粒子は容易により小さく粉砕され得る。磁気的分離により、強磁性粒子を含むナノ粒子は、炭素性材料のみを含むクラスタから分離され得る。非常に重要なことは、グラファイト層でコーティングされたグラファイトカーボンへ結合されたナノ粒子間の磁気相互作用は、前記ナノ粒子がお互いに接近できないことから比較的小さい、ということである。磁力はナノ粒子間の距離の二乗に比例して変化し、より大きい粒子間距離ではずっと小さい磁気相互作用を生じる。好ましくはグラファイトを含むナノ粒子は、１００未満の、好ましくは２０未満及びより好ましくは１０未満の強磁性粒子を含む。前記ナノ粒子のグラファイト内の強磁性粒子の磁気モーメントは、お互いに完全に又は部分的に中和する方向にあるとかんがえられることから、前記ナノ粒子のグラファイト当たりの強磁性粒子の数が少なくとも３であることは重要である。外部磁気モーメントは、本発明によるナノ粒子のグラファイト内の３を超える強磁性粒子により大きく低減されることから、そのようなナノ粒子の分散性が大きく改善される。
【００５４】
前記本発明の他の実施態様は、グラファイト層でコーティングされた強磁性粒子を含むナノ粒子の表面上への、多環芳香族基を含む適切に置換された分子の適用に関する。前記ナノ粒子のコーティングされた強磁性粒子が、当初のアモルファスカーボンをグラファイトリボンへの変換によりグラファイトカーボンに付される場合には、多環芳香族基を含む分子の吸着が顕著に高い。前記多環芳香族分子上の適切な基の置換基には、まず第１にはアミンと共にスルホン酸又はカルボキシル酸基などの全ての極性基が含まれる。さらに、水への溶解性を与える置換基、例えばオリゴ（エチレングリコール）、ハイブリッドオリゴ（エチレングリコール／プロピレングリコール）などがまた使用され得る。驚くべきことに、極性基で置換された多環芳香族分子は、水溶液からグラファイトカーボン表面に非可逆的に吸着される。
【００５５】
従ってさらに本発明の実施態様は、表面上には適切に置換された多環芳香族化合物が吸着されているグラファイト体内に存在するグラファイト層でコーティングされた純粋な鉄粒子に関する。特に、本発明によるナノ粒子は水溶液中に懸濁されており、前記水溶液は、グラファイトカーボンの表面上に吸着された置換多環芳香族化合物を含む。前記多環芳香族化合物は、水溶液中で解離される化学基を持ち、それにより懸濁されたナノ粒子を水溶液中で安定化させる。
【００５６】
本発明による好ましい多環芳香族基はピレンであり、かつ本発明によるナノ粒子のグラファイト表面に好ましく吸着される分子は置換ピレンを含む。
【００５７】
前記吸着された機能性化された多環芳香族基は、リンカー及び／又はスペーサ−分子の共有結合による結合のための足場として使用され得るものであり、他のプローブやターゲット分子の結合及び／又は外部物理的、化学的及び／又は生物学的刺激に応じて組み立てることを可能とする。
【００５８】
本発明によるナノ粒子はまた、グラファイトマトリクス内に包埋された純粋な鉄粒子であり、前記グラファイトの表面が、カーボンナノファイバ表面のための従来技術を用いて機能性化されている粒子を含む。カーボンナノファイバの表面の機能性化については多くの文献がある。例えばＤ．Ｔａｓｉｓ、Ｎ．Ｔａｇｍａｔａｒｃｈｉｓ、Ａ．Ｂｉａｎｃｏ及びＭ．Ｐｒａｔｏの「Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．（２００６）１０６  ｐａｇｅｓ１１０５-１１３６」である。非常に重要なことは、７００℃を超える温度から得られる材料は、炭素ナノチューブの表面を機能化する従来技術が適用され得るグラファイト材料を含む、ということである。
【００５９】
本発明によるナノ粒子は、金属炭素体、さらに具体的にはグラファイトカーボン内に包埋された強磁性金属又は金属合金粒子を含み、磁気共鳴イメージング及び蛍光イメージング、薬物輸送、細胞ラベル化及び温熱療法などの局所的熱処理治療のための造影剤としての使用に適している。
【００６０】
実施例１
市販品として入手可能な、サイズが１００−２００μｍの範囲のミクロ結晶セルロース（ＭＣＣ）球状物（Ｃｅｌｌｅｔｓ、ｎｅｕｔｒａｌ  ｐｅｌｌｅｔｓ  ｏｆ  Ｓｙｎｔａｐｈａｒｍ  ＧｍｂＨ、Ｍｕｅｌｈｅｉｍ  ａｎ  ｄｅｒ  Ｒｕｈｒ、Ｇｅｒｍａｎｙ）を、クエン酸鉄アンモニウムの水溶液内に浸漬させて負荷させた。前記球状物は、前記溶液を時々撹拌しつつ２４時間、前記溶液中に放置した。次に前記含ませた球状物を液体からブフナー漏斗とガラスフィルタを用いて分離した。分離された球状物を室温で真空下で一定重量になるまで乾燥した。次に、含ませた球状物を、流動床反応装置内で不活性窒素ガス流内で熱処理により熱分解させた。加熱速度は５℃／分であり、前記サンプルを８００℃で３時間維持した。これにより、約７０μｍのサイズを持つ強磁性性質を持つ金属炭素含有体を含むナノ粒子が得られた。還元された鉄粒子は、前記ナノ粒子の金属炭素含有体全体に均一に分散されていた。図３で示される、このサンプルの透過電子顕微鏡画像から分かるように、金属性鉄粒子を含むナノ粒子は部分的にグラファイト囲い内に包埋されており、サイズは１０−１００ｎｍの範囲である。ここで説明されたサンプル内の鉄の量は、ＩＣＰ−ＭＳで測定され、８．２８重量％であった。続いて濃塩酸で処理することで、水素発生が観測された。これは全ての鉄が完全に包埋されていないことを示した。発生した水素の量から、溶解された鉄の量は、最初の鉄の量の約２０％として計算された。
【００６１】
実施例２
市販品として入手可能な、サイズが１００−２００μｍの範囲のミクロ結晶セルロース（ＭＣＣ）球状物（Ｃｅｌｌｅｔｓ、ｎｅｕｔｒａｌ  ｐｅｌｌｅｔｓ  ｏｆ  Ｓｙｎｔａｐｈａｒｍ  ＧｍｂＨ、Ｍｕｅｌｈｅｉｍ  ａｎ  ｄｅｒ  Ｒｕｈｒ、Ｇｅｒｍａｎｙ）を、クエン酸鉄アンモニウムの水溶液内に浸漬させて負荷させた。前記球状物は、前記溶液を時々撹拌しつつ２４時間、前記溶液中に残された。次に前記含ませた球状物を液体からブフナー漏斗とガラスフィルタを用いて分離した。分離された球状物を室温で真空下で一定重量になるまで乾燥した。次に、含ませた球状物を、流動床反応装置内で不活性窒素ガス流内で熱処理により熱分解させた。加熱速度は５℃／分であり、前記サンプルを８００℃で３時間維持した。続いて、水素−窒素（５０／５０）のガス流内でトルエンで処理することで、約７０μｍのサイズを持つ強磁性性質を持つ金属炭素含有体を含むナノ粒子が得られた。還元された鉄粒子は、前記ナノ粒子の金属炭素含有体全体に均一に分散されていた。続いて濃塩酸で処理することで、水素ガス発生は観測されなかった。これは全ての鉄粒子がナノ粒子内で完全に包埋されていることを示した。図４は、前記原サンプルを粉砕して得られた包埋鉄粒子の透過電子顕微鏡画像を示す。
【００６２】
実施例３
市販品として入手可能な、サイズが１００−２００μｍの範囲のミクロ結晶セルロース（ＭＣＣ）球状物（Ｃｅｌｌｅｔｓ、ｎｅｕｔｒａｌ  ｐｅｌｌｅｔｓ  ｏｆ  Ｓｙｎｔａｐｈａｒｍ  ＧｍｂＨ、Ｍｕｅｌｈｅｉｍ  ａｎ  ｄｅｒ  Ｒｕｈｒ、Ｇｅｒｍａｎｙ）を、クエン酸鉄アンモニウムの水溶液内に浸漬させて負荷させた。前記球状物は、前記溶液を時々撹拌しつつ２４時間、前記溶液中に放置した。次に前記含ませた球状物を液体からブフナー漏斗とガラスフィルタを用いて分離した。分離された球状物を室温で真空下で一定重量になるまで乾燥した。次に、含ませた球状物を、チューブ加熱炉内で一定の不活性窒素ガス流内で熱処理により熱分解させた。加熱速度は５℃／分であり、前記サンプルを８００℃で３時間維持した。これにより、約７０μｍのサイズを持つ強磁性性質を持つ金属炭素含有体を含むナノ粒子が得られた。非常に多くの非常に小さい金属性鉄粒子の生成の他、いくらかの大きな鉄粒子がナノ粒子の炭素体の外部端部に形成される（図５参照。後方散乱電子顕微鏡画像は、重原子である鉄を相対的に高強度で示す）。
【００６３】
実施例４
グラファイト包埋された鉄粒子を含むナノ粒子を、Ｎ、Ｎ、Ｎ−トリメチル−２−オキソ−２−（ピレン−１−イル）エタンアンモニウムブロミド（以下の式（Ｉ））の水溶液内に、Ｎ．Ｎａｋａｓｈｉｍａ、Ｙ．Ｔｏｍｏｎａｒｉ及びＨ．Ｍｕｒａｋａｍｉの「Ｗａｔｅｒ−Ｓｏｌｕｂｌｅ  Ｓｉｎｇｌｅ−Ｗａｌｌｅｄ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏｔｕｂｅｓ  ｖｉａ  Ｎｏｎｃｏｖａｌｅｎｔ  Ｓｉｄｅｗａｌｌ−Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ」（Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．３１、Ｐ．６３８−６３９、２００２）により合成したピレン担持アンモニウムイオンと共に入れた。このプローブは、カーボンナノチューブのグラファイト表面と強い相互作用を持つことが知られている。ピレン担持アンモニウムイオンは前記ナノ粒子のグラファイト表面に非可逆的に吸着された。溶液から前記ピレン担持アンモニウムイオンの消費はＵＶ−ＶＩＳスペクトルにより追跡された。超音波処理の後、グラファイト包埋鉄粒子を含むナノ粒子の安定で均一な分散物が得られた。
【００６４】
【化１】
0005995837.tif 000002
実施例５
グラファイト包埋鉄粒子を含むナノ粒子を、Ｎ−２−（２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ）エチル）ピレン−１−カルボキサミド（以下の式（ＩＩ））の水溶液中に入れた。前記ピレン担持オリゴ−エチレン−グリコール尾部は前記グラファイト表面に非可逆的に吸着された。溶液から前記ピレン担持アンモニウムイオンの消費はＵＶ−ＶＩＳスペクトルにより追跡された。超音波処理の後、グラファイト包埋鉄粒子を含むナノ粒子の安定で均一な分散物が得られた。
【００６５】
【化２】
0005995837.tif 000003
実施例６
グラファイト包埋鉄粒子を含むナノ粒子を、Ｎ−２−（２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ）エチル）−Ｎ、Ｎ−ジメチル−２−オキソ−２−（ピレン−１−イル）エタンアンモニウムブロミド（以下の式（ＩＩＩ）．の水溶液中に入れた。親水性及び静電基の両方を持つピレンは、グラファイト表面に非可逆的に吸着された。溶液から前記ピレン担持アンモニウムイオンの消費はＵＶ−ＶＩＳスペクトルにより追跡された。超音波処理の後、グラファイト包埋鉄粒子を含むナノ粒子の安定で均一な分散物が得られた。
【００６６】
【化３】
0005995837.tif 000004
【図１】
0005995837.tif 000005
【図２】
0005995837.tif 000006
【図３】
0005995837.tif 000007
【図４】
0005995837.tif 000008
【図５】
0005995837.tif 000009