(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁鉄鉱のナノ粒子を調製するためのポリオール型の方法であって、前記ナノ粒子が、金属鉄及びＦｅＩＩＩから開始して、触媒及び使用されるＦｅＩＩＩ塩のモルの１．５〜５倍に等しいモル量の水の存在下、多価アルコール溶媒中で調製される工程（ｉｉ）を含む方法。
【請求項２】
前記多価アルコール溶媒が、グリセリン、プロピレングリコール及びエチレングリコールの群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記触媒が、鉱酸から選択される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ＦｅＩＩＩの先駆物質が、多価アルコール溶媒に可溶な塩である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記ＦｅＩＩＩが、多価アルコール溶液としての反応混合物に加えられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記ＦｅＩＩＩが、反応混合物に、連続して又は該反応混合物の温度が添加中にΔＴ＜１０℃の安定した状態を保つように制御された速度で加えられる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記方法は、Ｆｅ０から開始するＦｅＩＩＩの多価アルコール溶液の調製工程（ｉ）が先行し、ここで、前記工程（ｉ）が、
（ａ）Ｆｅ０から開始して、有機酸の存在下、多価アルコール溶媒中においてＦｅＩＩ溶液を調製する工程と、
（ｂ）工程（ａ）から得られた溶液中に空気を泡立てることによりＦｅＩＩＩ溶液を調製する工程と
を含み、ここで、工程（ｂ）から得られたＦｅＩＩＩ溶液が工程（ｉｉ）において使用される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、ナノ粒子形態の磁鉄鉱の調製方法の分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
（当該技術の状況）
磁鉄鉱は、強磁性を持つ鉱物であり、その化学式は、Ｆｅ３Ｏ４である。また、その磁鉄鉱の式をＦｅＯ・Ｆｅ２Ｏ３と書くこともできる。
【０００３】
ナノ粒子形態での、即ち数ナノメートルから数十ナノメートルに及ぶ大きさの磁鉄鉱は、電波範囲における磁場に埋められた場合、加熱し、次いで、その周囲に熱エネルギーを放出し、それ故に、温熱効果又は磁気体温上昇（ハイパーサーミア）として知られるものを生じさせることが知られている。
【０００４】
腫瘍学では、温熱療法（ハイパーサーミア）が、化学療法又は放射線治療の有効性を改善するために利用され、この点において、固形腫瘍の温度を４１〜４５℃の間まで上昇させることは、癌細胞のアポトーシスを誘発する。この目的を達成するため、磁気ナノ粒子は、腫瘍と接触させてそれらの温熱効果を利用することによって採用できる。
【０００５】
それ故に、例えば、ナノ粒子磁鉄鉱のコアと、ポリマー又はタンパク質の被膜とを備え、場合により薬剤が詰め込まれ、適切な標的剤で装飾された、生体適合性ナノ混成物は、ＥＭ場効果（温熱効果）の下で熱を発生させる能力、薬物送達、及びその作用時に画像技術（ＭＲＩ）により検出される能力が相乗的に組み合わされるセラノスティック剤（ｔｈｅｒａｎｏｓｔｉｃ  ａｇｅｎｔｓ）の可能性がある。
【０００６】
通常、体温上昇の値は、ＳＡＲ（比吸収率）として表現され、それは、下記式：
ＳＡＲ＝Ｋ＊ｆ（ｄ）＊Ｆ＊ｆ（Ｈ０）
［ここで、
Ｋ＝定数
Ｆ＝場反転周波数
ｆ（ｄ）＝微結晶サイズに関係した可変関数
ｆ（Ｈ０）＝印加磁場の強度に関係した可変関数（一部の著者によれば、およそＨ０２−Ｈ０３）］に従い、印加した磁場の強度とその磁場反転周波数の両方によって決まる値である。
【０００７】
腫瘍学で有効な温熱効果を発揮するため、生体適合性ナノ粒子は、ＳＡＲレベルが高い必要がある：生体適合性ナノ粒子は、初めに腫瘍内に置かれ、次いで１００〜４００ｋＨｚの範囲内の周波数Ｆでの中程度の振幅Ｈ０（１２〜２５ｍＴ）の交番磁界によって励起される［非特許文献１］。
【０００８】
非特許文献２は、１ｋＷ／ｇを超えるＳＡＲを持つ生体適合性ナノ粒子が直径３ｍｍの腫瘍を効果的に治療できたことを推定している。
【０００９】
これまで、磁気体温上昇について最も広く研究された材料は、その全面的な生体適合性とその合成の相対的な単純さのため、酸化鉄であった。文献では、合成により得られた最も有効な磁鉄鉱は、４００ｋＨｚでのＳＡＲ値が最高で０．６ｗ／ｇであることが示されている（非特許文献３）。
【００１０】
現在、マグネトソーム（特定の動物細胞に存在する磁鉄鉱結晶）は、生物医学的応用のための体温上昇の観点から、最も有効な磁気構造であると考えられている（非特許文献４）。
【００１１】
ナノ粒子形態での磁鉄鉱の合成は、文献及び多くの特許において広く記載されている。
【００１２】
その使用される方法は、３つの主要なグループ、即ち
１）ＦｅＩＩとＦｅＩＩＩを化学量論比１：２で含有する溶液（水溶液又は多価アルコール溶液）のアルカリ化；
２）ＦｅＩＩ及びＦｅＩＩＩ混合物を再び化学量論比１：２で用いるポリオール型合成；
３）還元剤及び安定剤の両方として作用する薬剤（オレイン酸等）の存在下での鉄化合物（無機又は有機）の分解
に分類できる。
【００１３】
記載されている全ての合成は、その実際の適用を評価する場合、かなりの欠点を示す。
【００１４】
１）アルキル化法は、サイズの制御が不十分で体温上昇が低い凝集した粒子を生じさせ、それは容易に沈殿物を形成する。
【００１５】
２）「ポリオール合成」は、化学量論比の慎重な制御と、ＦｅＩＩ酢酸塩、得ることが困難で、費用がかかり、保存も困難な原料（それは吸湿性が強く、酸化に対して極めて敏感である）の使用とを必要とする。
【００１６】
３）オレイン酸等を用いた還元的合成は、その表面が親液性基で官能基化され、水性環境に不溶性である粒子の形成をもたらす。
【００１７】
しかしながら、事例２及び３において得られる粒子はまた、マグネトソームによって示される値と比較して、ＳＡＲ値が低い。
【００１８】
従って、磁鉄鉱をナノ粒子形態で得ることのできる方法であって、それが生物医学分野における磁気温熱療法に使用できるほど十分に高いＳＡＲ値を有する方法を提供する必要があることは明らかである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】P. Wust, U. Gneveckow, M. Johannsen, D. Boehmer, T. Henkel, F. Kahmann, J. Sehouli, R. Felix, J. Ricke, A. Jordan, Int. J. Hyperthermia 22, 673 (2006)
【非特許文献２】R. Hergt and S. Dutz in J. Magn. Magn. Mater. 311, 187 (2007)
【非特許文献３】R. Hergt, R. Hiergeist, I. Hilger, W. A. Kaiser, Y. Lapatnikov, S. Margel and U. Richter, J. Magn. Magn. Mater. 270, 345 (2004)
【非特許文献４】R. Hergt, R. Hiergeist, M. Zeisberger, D. Schueler, U. Heyen, I. Hilger, W. A. Kaiser, J. Magn. Magn. Mater., 2005, 293, 80
【発明の概要】
【００２０】
（定義及び略語）
ＳＡＲ＝比吸収率
ＳＡＲＮ＝場反転の周波数に対する正規化ＳＡＲ
【００２１】
「ナノ粒子」の語は、大きさが１〜１００ｎｍの間の粒子を意味する。
【００２２】
多価アルコール溶媒は、グリセロール等の、２つ以上のアルコール官能基を含有し、沸点が２５０℃を超え、融点が０℃を超えるアルコールである。
【００２３】
（発明の概要）
本発明は、磁鉄鉱ナノ粒子を得るポリオール型の方法によって上述の課題を解決するものであるが、前述の方法は、前述のナノ粒子が、金属鉄及びＦｅＩＩＩから開始して、触媒及び適当量の水の存在下、多価アルコール溶媒中で調製される工程（ｉｉ）を含む。
【００２４】
本発明の方法は、制御された均一の大きさの磁鉄鉱ナノ粒子を可能にし、それ故に、高い温熱効率を示す。本発明に従う方法は、容易で且つ効率的であり、上述の欠点を示すＦｅＩＩ塩の使用を回避することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】表１〜５に関するグラフを示し、ここで、ｙ軸は、ＳＡＲＮ値を示し、ｘ軸は、印加磁場振幅の値を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（発明の詳細な説明）
本発明の方法は、Ｆｅ０から開始して、以下に示す工程によって行われることが好ましい：
ｉ）Ｆｅ０から開始するＦｅＩＩＩの多価アルコール溶液の調製；
ｉｉ）工程（ｉ）から得られた溶液をＦｅＩＩＩ源として使用する上述の本発明の方法による、磁鉄鉱ナノ粒子のポリオール型調製。
【００２７】
上記工程（ｉ）は、下記式：
Ｆｅ０＋２Ｈ＋→Ｆｅ２＋＋２Ｈ２↑      （１）
に従い、周知でよく記載されている鉄に対する酸攻撃（酢酸等の弱酸でさえも）の反応にほかならない。
【００２８】
文献では、その反応は、通常、水性環境において説明されているが、今回、酸化剤（大気中酸素等）が欠けている環境を維持しながら、それを「ポリオール合成」条件下で行うことができることを見出した。
【００２９】
その後、多価アルコール中におけるＦｅＩＩ溶液は、１００℃未満の温度にて反応媒体中に空気を泡立てることによって、ＦｅＩＩＩ（例えば酢酸塩）に完全に酸化できる。
【００３０】
それ故、好ましい形態において、本発明の方法は、工程（ｉ）で、以下に示す工程によるＦｅＩＩＩの多価アルコール溶液の調製を含む：
ａ）Ｆｅ０から開始し、有機酸の存在下、多価アルコール溶媒中においてＦｅＩＩ溶液を調製する工程；
ｂ）工程ａ）から得られた溶液を空気で泡立てることによって、ＦｅＩＩＩ溶液を調製し、次いであらゆる残留金属鉄をろ過する工程。
【００３１】
好ましくは、工程ａ）が、１３０〜２００℃の間の温度にて行われ、工程ｂ）が、１００℃未満の温度にて行われる。
【００３２】
前述の有機酸は、多価アルコール溶媒に可溶なＦｅＩＩ化合物を形成する酸、特には酢酸、プロピオン酸、乳酸、グリコール酸から選択されるのが好ましい。
【００３３】
好ましくは、工程ａ）において、上記酸が、金属Ｆｅのモルの４〜５倍に等しいモル量で使用される。
【００３４】
好ましくは、工程ａ）について、金属Ｆｅを、Ｆｅ０重量の８０〜１２０倍に等しい重量の多価アルコール中に懸濁させる。
【００３５】
上述の工程（ｉｉ）は、多価アルコール溶媒中におけるＦｅ０とＦｅＩＩＩイオンの混合物を適切な量の水と酸触媒の存在下において加熱する工程である。
【００３６】
「ポリオール合成」条件下（溶媒が、グリセリン又はプロピレングリコール又はジエチレングリコール等の多価アルコールであり、温度が、好ましくは１３０〜２００℃の間に含まれる）、適当な触媒が存在すると、以下式：
２Ｆｅ３＋＋Ｆｅ０→３Ｆｅ２＋      （２）
に従い、金属鉄によって鉄（ＩＩＩ）を還元させることを見出した。
【００３７】
ＦｅＩＩ形成反応は、酸性環境によって触媒される。特に、塩酸若しくは硫酸等の鉱酸、又は塩化鉄（ＦｅＣｌ３）等の酸加水分解を示す塩を触媒として用いることができる。
【００３８】
酸化還元反応（２）の反応速度論は比較的遅いものの、選択した温度条件下でのＦｅＩＩ及びＦｅＩＩＩからの磁鉄鉱の形成は急速であるため、生じる鉄（ＩＩ）は、過剰に存在するＦｅ（ＩＩＩ）と完全に反応し、下記式：
２Ｆｅ３＋＋Ｆｅ２＋＋４Ｈ２Ｏ→Ｆｅ３Ｏ４＋８Ｈ＋      （３）
に従い、磁鉄鉱を形成する。
【００３９】
従って、磁鉄鉱形成の完全な反応を、以下のように記載することができる。
８Ｆｅ３＋＋Ｆｅ０＋１２Ｈ２Ｏ→３Ｆｅ３Ｏ４＋２４Ｈ＋      （４）
【００４０】
本発明によれば、ナノ粒子磁鉄鉱は、グリセリン、プロピレングリコール、ジエチレングリコール及び類似した全多価アルコール等の溶媒中において、便宜上１３０〜２００℃の間の温度にて調製できることが好ましい。溶媒中の水の量は、得られる磁鉄鉱ナノ粒子のＤＬＳ（動的光散乱）によって測定される流体力学半径の大きさを制御する際の主要な要因である；磁鉄鉱微結晶の大きさは、実際のところ、操作濃度及び反応環境内に存在する水の濃度から決定される。
【００４１】
好ましくは、上記水が、工程（ｉｉ）で使用されるＦｅＩＩＩ塩のモルの１．５〜５倍に等しいモル量で存在する。
【００４２】
好ましくは、上記Ｆｅ０が、工程（ｉｉ）で使用されるＦｅＩＩＩ塩のモルの０．２〜１倍に等しいモル量で存在する。
【００４３】
好ましくは、工程（ｉｉ）について、金属Ｆｅを、ＦｅＩＩＩ溶液の重量の０．５〜４倍に等しい重量の多価アルコール中に懸濁させる。
【００４４】
また、ＦｅＩＩＩ溶液（或いは、ＦｅＩＩＩ酢酸塩又はグリコール溶媒に可溶な他の塩）の連続した添加を行うことによる半連続的な方法で、即ち、磁鉄鉱形成反応が連続的な段階で起こるように、操作することによって、温熱効率のより高い値が達成できることにも注目した（例Ｂ３〜Ｂ６参照：温熱効果を測定するための方法を実験パートにおいて与える）。同様に簡便な方法は、ＦｅＩＩＩ溶液の添加速度を、その添加中に温度が相当な変化を受けない（即ち、ΔＴ＜１０℃の安定した状態を保つ）ように制御することである（例Ｂ−５及びＢ−６参照）。
【００４５】
好ましくは、上記ＦｅＩＩＩが、濃度が２〜５ｗｔ％の多価アルコール溶液の形態で加えられる。
【００４６】
好ましくは、上記酸触媒が、工程（ｉｉ）で使用されるＦｅＩＩＩ塩のモルの０．０１〜０．１倍に等しいモル量で使用される。
【００４７】
工程（ｉｉ）の終わりで、固体残留物（金属鉄）をろ過により液相から分離し、著しい磁気特性を示す暗褐色で透明な生成物（ナノ粒子形態の磁鉄鉱を含む）を得る。
【００４８】
本発明の方法によって得られたナノ粒子について分かったＳＡＲ値は、同一の周波数及び印加磁場強度に対して、マグネトソームについて文献で報告された既知の値と同程度であるか又はそれより高かった（表１〜５及び図１参照）。
【００４９】
合成的に得られた磁鉄鉱ナノ粒子であって、前述の磁気体温上昇特性を備えたものは、文献において前例がない；その観察される温熱効果は、本発明の方法によって得られる磁鉄鉱の構造における特有で高度の結晶化度によるものである。
【００５０】
上述の方法によって得られる磁鉄鉱は、腫瘍の温熱及び／又は（ＭＲＩによる）診断治療用のセラノスティック組成物を調製するのに有用である可能性がある。
【００５１】
生物医学的応用のため、磁鉄鉱ナノ粒子は、生理環境中、即ち、水性環境中、比較的高い塩分濃度の存在下において、安定であることが、特に重要である。本発明に従って得られるナノ粒子磁鉄鉱は、反応生成物（４）をリン酸により処理することによって、水中で容易に安定して分散させることができる。このように、固体沈殿物を遠心分離により得、（水を用いて洗浄し、過剰のリン酸を除去した後）希釈アンモニア溶液中で容易に可溶化させることができ、わずかにアルカリ性の最終ｐＨの分散体が得られる。
【００５２】
以下に示す実施例を考慮して、本発明を更に理解することができる。
【実施例】
【００５３】
（実験パート）
Ａ）酢酸鉄ＩＩＩ溶液の調製
例Ａ−１
滴下漏斗、温度計、冷却器及び気体をフラッシするためのシステムを備えた５００ｍｌフラスコ中に、下記の物を導入する。
試薬              量（ｇ）          含有量
ＤＥＧ            １５０．００      ＞９９％
金属Ｆｅ          １．５０          ９９％
酢酸              ８．００          ９９％
【００５４】
上記システムは、初めに窒素を流し、次いで（不活性気体下のままで）温度を１５０℃に設定し、加熱を開始する。１２時間後、金属ベース鉄のほぼ完全な消失と、溶液の色変化に気付くことができる。
【００５５】
上記システムを窒素下で維持しながら、その温度を８５℃まで下げ、その後、空気バブリングを開始する。すぐに溶液の色変化に気付き、その色が暗赤色になる。空気バブリングを２時間維持し、次いでそのシステムを周囲温度まで冷却する。
【００５６】
その溶液をブフナー漏斗を通してろ過し、微量の残留鉄を除去し、その後、その溶液は、次の工程において使用できる。
【００５７】
Ｂ）磁鉄鉱の調製
例Ｂ−１
滴下漏斗、温度計、冷却器及び窒素不活性化システムを備えた５００ｍｌフラスコ中に、下記の物を導入する。
試薬              量（ｇ）          含有量
ＤＥＧ            １５０．００      ＞９９％
Ｈ２Ｏ            １．５０          １００％
【００５８】
下記の物を１５０℃の温度にて加える：
Ｆｅ金属          １．５０          ９９％
【００５９】
その後、すぐに、
ＤＥＧ中でのＦｅ（ＣＨ３ＣＯＯ）３  溶液      ３０．００    ４．３４％
が続く。
【００６０】
温度が１４０℃未満（１３８℃）まで下がり、その後、１５０℃に戻され、その温度を２５分間維持する。次いで、下記の物を加える：
３２％ＨＣｌ      ０．１０          ３２．００％
【００６１】
温度を１６０℃にし、その温度を３時間維持する。この時間の終わりに、液相を金属鉄残留物から分離する。著しい磁気特性を備えた暗茶色の溶液が得られる。
【００６２】
ＤＬＳ（動的光散乱）を用いたサイズ分析：ＰＤＩ：０．２３０；平均Ｚ：１５．８６ｎｍ；平均体積１１．４３ｎｍ；ピーク百分率９９．９％。
磁鉄鉱含有量（ＩＣＰ）：                ２６５０ｐｐｍ
理論的磁鉄鉱含有量：                    ０．２６％
３０秒体温上昇：                        ０．６℃
特定体温上昇１％：                      ２．４℃
【００６３】
例Ｂ−２
滴下漏斗、温度計、冷却器及び窒素不活性化システムを備えた５００ｍｌフラスコ中に、下記の物を導入する。
試薬              量（ｇ）          含有量
ＤＥＧ            １５０．００      ＞９９％
Ｈ２Ｏ            １．５０          １００％
【００６４】
Ｔを１５０℃に設定する。この温度に達したらすぐ、下記の物を加える：
Ｆｅ金属          １．５０          ９９％
【００６５】
その後、すぐに、温度が１４５℃未満に下がらないことを確保しながら、下記の物を滴下により緩徐に加える。
ＤＥＧ中でのＦｅ（ＣＨ３ＣＯＯ）３  溶液      １２０．００    ４．３４％
【００６６】
温度を１５０℃まで戻し、その温度を２５分間維持する。次いで、下記の物を加える：
３２％ＨＣｌ      ０．１０          ３２．００％
【００６７】
温度を１７０℃にし、その温度を３時間維持する。
【００６８】
この時間の終わりに、液相を金属鉄残留物から分離する。著しい磁気特性を備えた黒色の溶液が得られる。
【００６９】
動的サイズ分析：ＰＤＩ  ０．１３０；Ｚ  ２４．００；平均体積２１．２９ｎｍ；ピーク百分率１００％。
磁鉄鉱含有量（Ｉ．Ｃ．Ｐ．）：０．７０％
理論的磁鉄鉱含有量：０．７１％
３０秒体温上昇：４．２℃
特定体温上昇１％：５．９℃
【００７０】
例Ｂ−３
滴下漏斗、温度計、冷却器及び気体をフラッシするためのシステムを備えた５００ｍｌフラスコ中に、下記の物を導入する。
試薬              量（ｇ）          含有量
ＤＥＧ            １５０．００      ＞９９％
Ｈ２Ｏ            １．５０          １００％
【００７１】
温度を１５０℃に設定する。この温度に達したらすぐ、下記の物を加える：
Ｆｅ金属          １．５０          ９９％
【００７２】
その後、すぐに、
ＤＥＧ中でのＦｅ（ＣＨ３ＣＯＯ）３  溶液      ３０．００    ４．３４％
が続く。
【００７３】
温度が１３８℃まで下がる。その温度を１５０℃に戻し、その温度を２５分間維持する。次いで、下記の物を加える：
３２％ＨＣｌ      ０．１０          ３２．００％
【００７４】
温度を１６０℃にし、その温度を３０分間維持する。次いで、下記の物を加える：
ＤＥＧ中でのＦｅ（ＣＨ３ＣＯＯ）３  溶液      ３０．００    ４．３４％
【００７５】
温度を１６０℃まで戻し、その温度を４５分間維持する。溶液１２０グラムの合計添加に向かって、その手順を３回繰り返す。
【００７６】
その懸濁液を１６０℃にて１時間維持し、その後、不活性気体下のまま、冷却させる。
【００７７】
最後に、液相を金属鉄残留物から分離する。著しい磁気特性を備えた黒色の溶液が得られる。
【００７８】
動的サイズ分析：ＰＤＩ  ０．０７４；Ｚ  ２０．９３；平均体積１８．２７ｎｍ；ピーク百分率１００％。
磁鉄鉱含有量（Ｉ．Ｃ．Ｐ．）：０．７４％
理論的磁鉄鉱含有量：０．７１％
３０秒体温上昇：８．４℃
特定体温上昇１％：１１．４℃
【００７９】
例Ｂ−４
滴下漏斗、温度計、冷却器及び窒素不活性化システムを備えた５００ｍｌフラスコ中に、下記の物を導入する。
試薬              量（ｇ）          含有量
ＤＥＧ            １５０．００      ＞９９％
Ｈ２Ｏ            １．５０          １００％
【００８０】
温度を１５０℃に設定する。この温度に達したらすぐ、下記の物を加える：
Ｆｅ金属          １．５０          ９９％
【００８１】
その後、すぐに、
ＤＥＧ中でのＦｅ（ＣＨ３ＣＯＯ）３  溶液      ３０．００    ４．３４％
が続く。
【００８２】
温度が１３８℃まで下がる。温度を１５０℃に戻し、その温度を２５分間維持する。次いで、下記の物を加える：
３２％ＨＣｌ      ０．１０          ３２．００％
【００８３】
温度を１６０℃にし、その温度を３０分間維持する。次いで、温度を１７０℃まで上昇させ、この後の温度を３０分間維持する。
【００８４】
次いで、下記の物を加える：
ＤＥＧ中でのＦｅ（ＣＨ３ＣＯＯ）３  溶液      ３０．００    ４．３４％
【００８５】
温度を１７０℃まで戻し、その温度を４５分間維持する。溶液１８０グラムの合計添加に向かって、その手順を５回繰り返す。
【００８６】
その懸濁液を１７０℃にて１時間維持し、その後、不活性気体下のまま、冷却させる。
【００８７】
最後に、液相を金属鉄残留物から分離する。著しい磁気特性を備えた黒色の溶液が得られる。
【００８８】
動的サイズ分析：ＰＤＩ  ０．０５１；Ｚ  ２４．００；平均体積２１．２９ｎｍ；ピーク百分率１００％。
磁鉄鉱含有量（Ｉ．Ｃ．Ｐ．）：０．８６％
理論的磁鉄鉱含有量：０．８８％
３０秒体温上昇：２５．８℃
特定体温上昇１％：２９．３℃
【００８９】
例Ｂ−５
滴下漏斗、温度計、冷却器及び窒素不活性化システムを備えた１０００ｍｌフラスコ中に、下記の物を導入する。
試薬              量（ｇ）          含有量
ＤＥＧ            ３００．００      ＞９９％
Ｈ２Ｏ            １．５０          １００％
Ｆｅ金属          ３．００          １００％
【００９０】
温度を１７０℃に設定する。この温度に達したらすぐ、下記の物を加える：
３２％ＨＣｌ      ０．２５          ３２．００％
【００９１】
この温度を５分間維持し、その後、下記の物を加える：
Ｆｅ（ＣＨ３ＣＯＯ）３  溶液          ６０．００ｇ
【００９２】
この添加の結果、温度が下がり、その懸濁液を設定温度（１７０℃）まで戻し、次いで、一定温度にて攪拌しながら置いておく。
【００９３】
４０分後、以下の物を滴下により緩徐に加える（１００ｇ／ｈ）：
Ｆｅ（ＣＨ３ＣＯＯ）３  溶液          ４８０．００ｇ
【００９４】
そして、温度が常に１６８〜１７２℃のままであることを確かにするため、その温度を監視する。添加が完了したとき、システムを再び１７０℃にて更に２時間維持し、次いで、周囲温度まで冷却し、その後、液相を金属鉄残留物から分離する。著しい磁気特性を備えた黒色の溶液が得られる。
【００９５】
動的サイズ分析：ＰＤＩ  ０．０３０；Ｚ  ２３．８２；平均体積２１．４３ｎｍ；ピーク百分率１００％。
磁鉄鉱含有量（Ｉ．Ｃ．Ｐ．）：１．０７％
理論的磁鉄鉱含有量：１．０４％
３０秒体温上昇：３１．４℃
特定体温上昇１％：２９．３５℃
【００９６】
例Ｂ−６
滴下漏斗、温度計、冷却器及び窒素不活性化システムを備えた１０００ｍｌフラスコ中に、下記の物を導入する。
試薬              量（ｇ）          含有量
ＤＥＧ            ３００．００      ９９％
Ｈ２Ｏ            １．５０          １００％
Ｆｅ金属          ３．００          １００％
【００９７】
温度を１７０℃に設定する。この温度に達したらすぐ、下記の物を加える：
３２％ＨＣｌ      ０．２５          ３２．００％
【００９８】
この温度を５分間維持し、その後、下記の物を加える：
Ｆｅ（ＣＨ３ＣＯＯ）３  溶液          ６０．００ｇ
【００９９】
この添加の結果、温度が下がり、その懸濁液を設定温度（１７０℃）まで戻し、次いで、一定温度にて攪拌しながら置いておく。
【０１００】
４０分後、以下の物を滴下により緩徐に加える（５０ｇ／ｈ）：
Ｆｅ（ＣＨ３ＣＯＯ）３  溶液          ５４０．００ｇ
【０１０１】
そして、温度が常に１６８〜１７２℃のままであることを確かにするため、その温度を監視する。添加が完了したとき、システムを再び１７０℃にて更に２時間維持し、次いで、周囲温度まで冷却し、その後、液相を金属鉄残留物から分離する。著しい磁気特性を備えた黒色の溶液が得られる。
【０１０２】
動的サイズ分析：ＰＤＩ  ０．１４４；Ｚ  ４７．７８；平均体積３８．６７ｎｍ；ピーク百分率１００％。
磁鉄鉱含有量（Ｉ．Ｃ．Ｐ．）：１．０７％
理論的磁鉄鉱含有量：１．０７％
３０秒体温上昇：５８．０℃
特定体温上昇１％：５４．２０℃
【０１０３】
Ｃ）水中での磁鉄鉱の可溶化
例Ｃ−１
２％リン酸水溶液３００ｇを５００ｍｌエルレンマイヤーフラスコ中に導入し、次いで、例Ｂ−６の溶液１００ｇを攪拌下で加える。
【０１０４】
その溶液を攪拌下で３０分間維持し、形成された黒色の凝集塊がデカントされる。沈殿物を磁気的に分離し、脱塩水を用いて２回洗浄し、毎回、懸濁液を攪拌下で２０分間維持し、次いでデカンテーションと磁気的分離を行う。
【０１０５】
このようにして得られた湿潤固体を０．０５Ｍの水酸化アンモニウム２００ｇで取り込み、攪拌下で２０分間置いておく。透明な溶液が得られ、例Ｂ−６の生成物と同程度の動的サイズ分析を示す。
【０１０６】
その生成物をｐＨ７．４〜７．８のリン酸塩−アンモニア緩衝液中に希釈することができる。
【０１０７】
Ｄ）３０秒及び特定体温上昇の測定。ＳＡＲの計算
体温上昇データの測定のため、我々は、Ａｍｅｒｉｔｈｅｒｍ社製固体状態誘導加熱装置を用いた。なお、磁場Ｈ０を２１ＫＡ／ｍ（キロアンペア／メートル）に設定し、周波数Ｆを１７ＫＨｚ（キロヘルツ）に設定した。
【０１０８】
記載された各種例において得られる懸濁液の（周囲温度、約２２℃での）サンプル上で、直径５０ｍｍコイルの中心での温度上昇測定を始めた。
【０１０９】
試験直前に、サンプルの温度を測定し、次いで、装置を３０秒間作動させ、同一サンプルの最終温度を測定した（３０秒体温上昇）。
【０１１０】
上記測定を既知のサンプル体積（０．５ｍｌ）に関して始めた；異なるサンプルにおける磁気ナノ粒子の濃度は同様で、温熱効果と濃度の間に線形の依存性が推測されるため、同程度の値を得るために１％濃度で得られる値（特定体温上昇）を標準化することが可能であった。
【０１１１】
材料の温熱効率（比吸収率−ＳＡＲ）は、サンプルによって放散された総熱量を吸収剤相の総質量と照射時間とで割ったものとして定義される：
【数１】
0006029206.tif 000002
ここで、ｉは、熱交換にかかわる全ての種を表し、ｍｏｘは、吸収剤質量（我々の場合、磁鉄鉱）の総質量を表す。Ｑｉ＝ｍｉ・Ｃｐｉ・ΔＴｉ（ｍｉ＝グラム［ｇ］で表される種の質量；Ｃｐ＝ジュール／グラム＊度［Ｊ／ｇ＊Ｋ］で表される比熱）であるため、以下の物が得られる：
【数２】
0006029206.tif 000003
【０１１２】
（我々は、温度制御のない環境において操作したので）環境との熱交換の寄与を最小限にするため、２つの戦略を用いた：照射開始時でのあらゆる熱交換を回避するため、サンプルを周囲温度にて慎重に調整し、（時間に応じたサンプルの加熱曲線を決定することによって）ゼロ点での曲線の傾きを外挿した。
【０１１３】
各サンプルについて、我々は、磁鉄鉱ナノ粒子と、母材（本質的にはジエチレングリコールからなる）の貢献を別々に検討した。なお、それらの質量及び比熱容量の両方は、知られていた（磁鉄鉱は０．６７Ｊ／ｇ＊Ｋであり、ジエチレングリコールが２．４Ｊ／ｇ＊Ｋである）。
【０１１４】
上記方法は、良好な再現性を示し、推定誤差は約５％であった。
【０１１５】
一例として、例Ｂ−４のサンプルは、以下に示すパラメータを示す。
サンプル質量：                    ０．３０ｇ
磁鉄鉱濃度：                      ０．８６％
ジエチレングリコールの総質量：    ０．２９７４２ｇ
磁鉄鉱の総質量：                    ０．００２５８ｇ
０点での加熱曲線の傾き（ｄＴ／ｄｔ）：１．２９３Ｋ／ｓ
【０１１６】
それらから、以下の物が得られる。
ジエチレングリコール：質量＊比熱＝０．２９７４２＊２．４＝０．７１３８０８
磁鉄鉱：質量＊比熱＝０．００２５８＊０．６７＝０．００１７２９
総熱容量＝０．７１３８０８＋０．００１７２９＝０．７１５５３７
吸収熱量＝総熱容量＊ｄＴ／ｄｔ＝０．７１５５３７＊１．２９３
ＳＡＲ＝吸収熱量／磁鉄鉱の総質量
ＳＡＲ＝０．７１５５３７＊１．２９３／０．００２５８
ＳＡＲ＝３５８．６
【０１１７】
Ｅ）マグネトソーム及び当該技術の状況において知られている方法によって得られる磁鉄鉱との比較
温熱効果を持つ材料に関して行われるＳＡＲ測定を異なる磁場及び周波数値にて報告したが、ｆ（Ｈ０）値は可変であり完全には計算できないので、異なる生成物のＳＡＲを文献に記載された温熱効果と比較するため、我々は、対照としてマグネトソームの実験を用いた。
【０１１８】
これらは温熱療法の観点から最も効率的な磁気構造体であると考えられ（R. Hergt, R. Hiergeist, M. Zeisberger, D. Schueler, U. Heyen, I. Hilger, W. A. Kaiser, J. Magn. Magn. Mater., 2005, 293, 80）、非常に広い磁場範囲においてＳＡＲ測定を行った。
【０１１９】
（ＳＡＲが適用された周波数に正比例するので）使用された周波数の効果を標準化するため、我々は、ＳＡＲ／Ｆと定義される新しいＳＡＲＮパラメータを定義した。
【０１２０】
付随の表において、我々は、マグネトソーム、文献に記載の磁鉄鉱、及び我々によって合成された磁鉄鉱のＳＡＲＮ値を報告する。
【０１２１】
【表１】
0006029206.tif 000004
【０１２２】
【表２】
0006029206.tif 000005
【０１２３】
【表３】
0006029206.tif 000006
【０１２４】
［参考文献１］R. Hergt, R. Hiergeist, M. Zeisberger, D. Schueler, U. Heyen, I. Hilger, W. A. Kaiser, J. Magn. Magn. Mater., 2005, 293, 80.
［参考文献２］R. Hiergeist, W. Andrae, N. Buske, R. Hergt, I. Hilger, U. Richter, W. Kaiser, J. Magn. Magn. Mater., 1999, 201, 420-422.
［参考文献３］R. Hergt, R. Hiergeist, M. Zeisberger, G. Gloeckl, W. Weitschies, L. P. Ramirez, I. Hilger, W. A. Kaiser, J. Magn. Magn. Mater., 2004, 280, 358-368.
【図１】
0006029206.tif 000007