(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超臨界流体中でチタンイソプロポキシドとカルボン酸とを反応させる工程を備える球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法であって、
反応させる工程の反応温度は２００℃以上であり、
前記超臨界流体が超臨界メタノールであり、
前記カルボン酸が、ギ酸、酢酸、安息香酸、オルトフタル酸、フマル酸又はマレイン酸であることを特徴とする球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法。
【請求項２】
前記工程において、さらに超臨界流体中にベンズアミドを加えることを特徴とする請求項１記載の球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法。
【請求項３】
前記工程において、さらに超臨界流体中に酢酸エルビウム４水和物を加えることを特徴とする請求項１記載の球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法、該合成方法により製造される球状多孔質酸化チタンナノ粒子、及び該球状多孔質酸化チタンナノ粒子からなる遺伝子銃用担体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、多孔質ナノ粒子が、吸着、分離、触媒といった様々な用途で用いられている。多孔質ナノ粒子とは、径２〜５０ｎｍの孔（メソポア）を有するナノ粒子のことをいう。
特に、酸化チタンの多孔質ナノ粒子は、特有の光学特性、光電子特性、生物学的特性、徐放性、電気特性及び化学特性を有するので、白色顔料、触媒担持、光触媒、反応触媒、光半導体、太陽電池などに主に用いられている。【０００３】
多孔質酸化チタンナノ粒子が球状であることにより、優れた安定性、単分散性、高い集光特性、再利用の容易さなどの優れた特性を示すことが明らかとなってきている。
従来用いられてきた球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法としては、水熱法、ゾル‐ゲル法、自己集合（自己組織化）法などがある。【０００４】
非特許文献１には、水熱法による、光触媒に用いられる球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成法が記載されている。詳しくは、Ｔｉ（ＳＯ４）２とＮＨ４ＦとＨ２Ｏとを１６０℃で６時間反応させることにより、球状多孔質酸化チタンナノ粒子を合成する方法が記載されている。
非特許文献２には、ゾル‐ゲル法による、太陽電池に用いられる球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成法が記載されている。詳しくは、Ｔｉ（ＯＣ４Ｈ９）４とジエチレングリコールとをアセトン中で８時間攪拌し、次いで１時間遠心分離することにより、球状多孔質酸化チタンナノ粒子を合成する方法が記載されている。
非特許文献３には、自己集合（自己組織化）法による、生物化学分野（薬物輸送）に用いられる球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成法が記載されている。詳しくは、酸化チタン粒子を集合させ、ＳｉＯ２でコーティングしてクラスターを形成し、焼成、シリカエッチングにより、球状多孔質酸化チタンナノ粒子を合成する方法が記載されている。
しかしながら、これら従来の合成方法は、非常に複雑であり、合成に長時間を要するという問題があった。【０００５】
超臨界流体中における球状多孔質ナノ粒子の合成法も知られてきている。
非特許文献４には、超臨界流体中で球状多孔質Ｆｅ３Ｏ４ナノ粒子を合成する方法、非特許文献５には、超臨界流体中で球状多孔質ＴｉＯ２ナノ粒子を合成する方法が記載されている。
超臨界流体中でチタンイソプロポキシドと有機修飾剤を用い、球状多孔質酸化チタンナノ粒子を合成する方法も知られている。有機修飾剤としては、ヘキサン酸、ヘキサナール、デシルホスホン酸などが知られている。
これらの超臨界流体中における球状多孔質ナノ粒子の合成法は、ワンポット合成であり、反応時間が短く操作が容易であるという利点がある。
しかしながら、これらの合成法では、用途に応じて球状多孔質酸化チタンナノ粒子の粒子径や孔径を調整することは容易ではなかった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Z. Liu et al. Chem. Eur. J. 2007, 13, 1851
【非特許文献２】W.-G. Yang et al. J. Mater. Chem. 2010, 20, 2870
【非特許文献３】Y. Yin et al. Anal. Chem., 2010, 82, 7249; Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 1862
【非特許文献４】T. Adschiri et al. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 11061. Dalton Trans., 2011, 40, 1073.
【非特許文献５】T. Adschiri et al. J. Nanoparticle Res. 2007, 9, 1067; Chem. Lett. 2010, 39, 961.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述したような問題点を解決すべくなされたものであって、操作が容易であり、合成に長い時間を必要とせず、用途に応じて球状多孔質酸化チタンナノ粒子の粒径や孔径を容易に調整することができる球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法、該合成方法により製造される球状多孔質酸化チタンナノ粒子、及び該球状多孔質酸化チタンナノ粒子からなる遺伝子銃用担体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法は、超臨界流体中でチタンイソプロポキシドとカルボン酸とを反応させる工程を備える球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法であって、前記超臨界流体が超臨界メタノールであり、前記カルボン酸が、ギ酸、酢酸、安息香酸、オルトフタル酸、フマル酸又はマレイン酸であることを特徴としている。【０００９】
本発明の一態様の球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法は、超臨界流体中でチタンイソプロポキシドとカルボン酸とを反応させる工程において、さらに超臨界流体中にベンズアミドを加えることを特徴としている。【００１０】
本発明の一態様の球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法は、超臨界流体中でチタンイソプロポキシドとカルボン酸とを反応させる工程において、さらに超臨界流体中に酢酸エルビウム４水和物を加えることを特徴としている。【００１１】
本発明の球状多孔質酸化チタンナノ粒子は、本発明の球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法により製造されることを特徴としている。【００１２】
本発明の一態様の球状多孔質酸化チタンナノ粒子は、本発明の一態様の球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法により製造され、窒素がドープされていることを特徴としている。【００１３】
本発明の一態様の球状多孔質酸化チタンナノ粒子は、本発明の一態様の球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法により製造され、エルビウムがドープされていることを特徴としている。【００１４】
本発明の遺伝子銃用担体は、本発明の球状多孔質酸化チタンナノ粒子及び本発明の一態様の球状多孔質酸化チタンナノ粒子からなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法によれば、超臨界流体中でチタンイソプロポキシドとカルボン酸とを反応させる工程を備えることにより、ワンポット合成とすることができ、反応時間が短く操作が容易である合成法とすることができる。
超臨界流体として超臨界メタノールを用いることにより、一次粒子同士が分離することなく球状多孔質の酸化チタンナノ粒子を合成することができる。
カルボン酸が、ギ酸、酢酸、安息香酸、オルトフタル酸、フマル酸又はマレイン酸であることにより、一次粒子同士が分離することなく球状多孔質の酸化チタンナノ粒子を合成することができる。
超臨界流体として超臨界メタノールを用い、カルボン酸が、ギ酸、酢酸、安息香酸、オルトフタル酸、フマル酸又はマレイン酸であることにより、反応温度や反応時間を変えることで、合成する球状多孔質酸化チタンナノ粒子の粒子径や孔径を容易に調整することができ、これにより用途に応じて様々な性質の球状多孔質酸化チタンナノ粒子を合成することができる。【００１６】
本発明の一態様の球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法によれば、窒素がドープされた球状多孔質酸化チタンナノ粒子を製造することができる。この窒素ドープ球状多孔質酸化チタンナノ粒子は、可視光（波長〜５００ｎｍ）を吸収するので、高効率の半導体となり得る。【００１７】
本発明の一態様の球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法によれば、エルビウムがドープされた球状多孔質酸化チタンナノ粒子を製造することができる。このエルビウムドープ球状多孔質酸化チタンナノ粒子は、光を照射することにより緑色発光するので、無機物の細胞マーカーとしての利用が期待できる。【００１８】
遺伝子輸送に使用される本発明の遺伝子銃用担体によれば、生体に影響を与えることなしに安全に遺伝子を細胞内に導入することができる。また、従来の遺伝子銃用担体として用いられる金やタングステン等の金属粒子に比べて安価で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１で得られた球状多孔質酸化チタンナノ粒子のＸ線回析結果である。
【図２】ＤＭＦに分散させた実施例１で得られた球状多孔質酸化チタンナノ粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図３】ＤＭＦに分散させた実施例２で得られた球状多孔質酸化チタンナノ粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図４】実施例３で得られた球状多孔質酸化チタンナノ粒子のＸ線回析結果である。
【図５】ＤＭＦに分散させた実施例３で得られた球状多孔質酸化チタンナノ粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図６】ＤＭＦに分散させた実施例４で得られた球状多孔質酸化チタンナノ粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図７】ＤＭＦに分散させた実施例５で得られた球状多孔質酸化チタンナノ粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図８】ＤＭＦに分散させた実施例６で得られた球状多孔質酸化チタンナノ粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図９】ＤＭＦに分散させた実施例７で得られた球状多孔質酸化チタンナノ粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図１０】実施例８で得られた球状多孔質酸化チタンナノ粒子のＸ線回析結果である。
【図１１】ＤＭＦに分散させた実施例８で得られた球状多孔質酸化チタンナノ粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図１２】実施例９で得られた球状多孔質酸化チタンナノ粒子のＸ線回析結果である。
【図１３】ＤＭＦに分散させた実施例９で得られた球状多孔質酸化チタンナノ粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図１４】比較例１で得られた酸化チタンナノ粒子のＸ線回析結果である。
【図１５】ＤＭＦに分散させた比較例１で得られた酸化チタンナノ粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図１６】比較例２で得られた酸化チタンナノ粒子のＸ線回析結果である。
【図１７】ＤＭＦに分散させた比較例２で得られた酸化チタンナノ粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図１８】比較例３で得られた酸化チタンナノ粒子のＸ線回析結果である。
【図１９】ＤＭＦに分散させた比較例３で得られた酸化チタンナノ粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図２０】比較例４で得られた酸化チタンナノ粒子のＸ線回析結果である。
【図２１】ＤＭＦに分散させた比較例４で得られた酸化チタンナノ粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図２２】比較例５で得られた酸化チタンナノ粒子のＸ線回析結果である。
【図２３】ＤＭＦに分散させた比較例５で得られた酸化チタンナノ粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図２４】実施例１０及び比較例６の酸化チタンナノ粒子の紫外可視反射スペクトルである。
【図２５】ＤＭＦに分散させた実施例１１で得られた酸化チタンナノ粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真及びＥＤＸマッピングである。
【図２６】２０００ｐｓｉのガス圧で０．３μｍの酸化チタンナノ粒子を担体とする遺伝子銃を用いて得られた形質転換体を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法、該合成方法により製造される球状多孔質酸化チタンナノ粒子、及び該球状多孔質酸化チタンナノ粒子からなる遺伝子銃用担体について説明する。
【００２１】
本発明に係る球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法は、超臨界流体中でチタンイソプロポキシドとカルボン酸とを反応させる工程を備える球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法である。
超臨界流体とは、臨界点以上の温度及び圧力下においた物質の状態のことをいい、気体と液体の区別がつかない状態といわれ、気体の拡散性と液体の溶解性をもつ。
本発明において、超臨界流体として超臨界メタノールが用いられる。
超臨界メタノールを用いることにより、一次粒子同士が分離することなく球状多孔質の酸化チタンナノ粒子を合成することができる。
【００２２】
チタンイソプロポキシドとは、チタンアルコキシドの一種であり、ＣＡＳ．Ｎｏ．５４６−６８−９、化学式Ｔｉ（ＯｉＰｒ）４（ｉＰｒはイソプロピル基：−ＣＨ（ＣＨ３）２）であって、下記（式１）に示す構造を有している。
【００２３】
【化１】
0005875163.tif 000002
【００２４】
チタンイソプロポキシドのメタノールに対する濃度としては、０．０１〜１．０ｍｏｌ／Ｌが好ましい。
【００２５】
本発明において、チタンイソプロポキシドと反応させるカルボン酸は、ギ酸、酢酸、安息香酸、オルトフタル酸、フマル酸又はマレイン酸である。
【００２６】
ギ酸は、ＣＡＳ．Ｎｏ．６４−１８−６の低級カルボン酸の一種である。化学式ＨＣＯＯＨであって、下記（式２）に示す構造を有している。
【００２７】
【化２】
0005875163.tif 000003
【００２８】
酢酸は、ＣＡＳ．Ｎｏ．６４−１９−７の低級カルボン酸の一種である。化学式ＣＨ３ＣＯＯＨであって、下記（式３）に示す構造を有している。
【００２９】
【化３】
0005875163.tif 000004
【００３０】
安息香酸は、ＣＡＳ．Ｎｏ．６５−８５−０の芳香族カルボン酸の一種である。化学式Ｃ６Ｈ５ＣＯＯＨであって、下記（式４）に示す構造を有している。
【００３１】
【化４】
0005875163.tif 000005
【００３２】
オルトフタル酸は、ＣＡＳ．Ｎｏ．８８−９９−３の芳香族カルボン酸の一種である。化学式Ｃ６Ｈ４（ＣＯＯＨ）２であって、下記（式５）に示す構造を有している。
【００３３】
【化５】
0005875163.tif 000006
【００３４】
フマル酸は、ＣＡＳ．Ｎｏ．１１０−１７−８の鎖状不飽和カルボン酸の一種である。化学式Ｃ２Ｈ２（ＣＯＯＨ）２で表される二価カルボン酸のうちトランス体を指し、下記（式６）に示す構造を有している。
【００３５】
【化６】
0005875163.tif 000007
【００３６】
マレイン酸は、ＣＡＳ．Ｎｏ．１１０−１６−７の鎖状不飽和カルボン酸の一種である。化学式Ｃ２Ｈ２（ＣＯＯＨ）２で表される二価カルボン酸のうちシス体を指し、下記（式７）に示す構造を有している。
【００３７】
【化７】
0005875163.tif 000008
【００３８】
上記のカルボン酸を、超臨界メタノール中でチタンイソプロポキシドと反応させることにより、一次粒子同士が分離することなく球状多孔質酸化チタンナノ粒子を生成することができる。
上記のカルボン酸のメタノールに対する濃度としては、０．０５〜５．０ｍｏｌ／Ｌが好ましい。
【００３９】
超臨界メタノール中でチタンプロプキシドとカルボン酸とを反応させる工程において、上記カルボン酸の他に、超臨界メタノール中にベンズアミドを加えることができる。これにより、窒素がドープされた球状多孔質酸化チタンナノ粒子を生成することができる。
【００４０】
ベンズアミドは、ＣＡＳ．Ｎｏ．５５−２１−０の化合物である。化学式Ｃ６Ｈ５ＣＯＮＨ２で表され、下記（式８）に示す構造を有している。
【００４１】
【化８】
0005875163.tif 000009
【００４２】
ベンズアミドのメタノールに対する濃度としては、１．０〜３．０ｍｏｌ／Ｌが好ましい。
窒素ドープ球状多孔質酸化チタンナノ粒子は、可視光（波長〜５００ｎｍ）を吸収するので、高効率の半導体となり得る。
【００４３】
超臨界メタノール中でチタンプロプキシドとカルボン酸とを反応させる工程において、上記カルボン酸の他に、超臨界メタノール中に酢酸エルビウム４水和物を加えることができる。これにより、エルビウムがドープされた球状多孔質酸化チタンナノ粒子を生成することができる。
【００４４】
酢酸エルビウム４水和物は、ＣＡＳ．Ｎｏ．１５２８０−５７−６の化合物である。化学式Ｅｒ（ＣＨＣＯＯ）３・４Ｈ２Ｏで表され、下記（式９）に示す構造を有している。
【００４５】
【化９】
0005875163.tif 000010
【００４６】
酢酸エルビウム４水和物のメタノールに対する濃度としては、０．００１〜０．０２ｍｏｌ／Ｌが好ましい。
エルビウムドープ球状多孔質酸化チタンナノ粒子は、赤外レーザ光を照射することにより緑色発光するので、無機物の細胞マーカーとしての利用が期待できる。
【００４７】
本発明において、反応温度は２００℃以上が好ましく、３００〜４００℃がより好ましい。
反応温度が２００℃より低い場合、一次粒子径が小さくなることにより孔径が小さくなりすぎ多孔質粒子を形成できないため好ましくない。
【００４８】
本発明において、反応時間は少なくとも１秒以上が好ましく、１〜１０分がより好ましい。
【００４９】
本発明に係る球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法によって生成される球状多孔質酸化チタンナノ粒子はアナターゼ型の結晶性を有する。
【００５０】
本発明の球状多孔質酸化チタンナノ粒子は、遺伝子銃用の担体として使用可能である。
本発明の球状多孔質酸化チタンナノ粒子は、生体に影響を与えることがないので、担体として使用することにより、安全に遺伝子を細胞内に導入することができる。また、従来の遺伝子銃用担体として用いられる金やタングステン等の金属粒子に比べて安価で得ることができるという利点がある。
遺伝子導入される対象としては、限定されるものではないが、クラミドモナス等の単細胞藻類が挙げられる。
【実施例】
【００５１】
以下の実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明に係る球状多孔質酸化チタンナノ粒子の合成方法、該合成方法により製造される球状多孔質酸化チタンナノ粒子、及び該球状多孔質酸化チタンナノ粒子からなる遺伝子銃用担体は、これらに限定されるものではない。【００５２】
実施例１
チタンイソプロポキシド１１０ｍｇとメタノール３．５ｍＬを混合し，有機修飾剤としてオルトフタル酸２９０ｍｇを０．５ｍｏｌ／Ｌとなるように添加した。この溶液を４００℃まで上昇させ、超臨界メタノールとし、１０分間反応させた。その後、遠心分離，メタノールでの超音波洗浄、乾燥して球状多孔質酸化チタンナノ粒子の粉体を得た。
得られた球状多孔質酸化チタンナノ粒子のＸ線回析結果を図１に、ＤＭＦ中に分散させた球状多孔質酸化チタンナノ粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ；Transmission Electron Microscope）写真を図２に示す。【００５３】
実施例２
実施例１と反応時間が１分間であること以外は同じ条件で、球状多孔質酸化チタンナノ粒子の粉体を得た。ＤＭＦ中に分散させた球状多孔質酸化チタンナノ粒子のＴＥＭ写真を図３に示す。【００５４】
実施例３
実施例１と反応温度が３００℃であること以外は同じ条件で、球状多孔質酸化チタンナノ粒子の粉体を得た。
得られた球状多孔質酸化チタンナノ粒子のＸ線回析結果を図４に、ＤＭＦ中に分散させた球状多孔質酸化チタンナノ粒子のＴＥＭ写真を図５に示す。【００５５】
実施例４
実施例１と反応時間が１分間、反応温度が３００℃であること以外は同じ条件で、球状多孔質酸化チタンナノ粒子の粉体を得た。ＤＭＦ中に分散させた球状多孔質酸化チタンナノ粒子のＴＥＭ写真を図６に示す。【００５６】
実施例５
実施例１と有機修飾剤がギ酸であること以外は同じ条件で、球状多孔質酸化チタンナノ粒子の粉体を得た。
ＤＭＦ中に分散させた球状多孔質酸化チタンナノ粒子のＴＥＭ写真を図７に示す。【００５７】
実施例６
実施例１と有機修飾剤が酢酸であること以外は同じ条件で、球状多孔質酸化チタンナノ粒子の粉体を得た。
ＤＭＦ中に分散させた球状多孔質酸化チタンナノ粒子のＴＥＭ写真を図８に示す。【００５８】
実施例７
実施例１と有機修飾剤が安息香酸であること以外は同じ条件で、球状多孔質酸化チタンナノ粒子の粉体を得た。
ＤＭＦ中に分散させた球状多孔質酸化チタンナノ粒子のＴＥＭ写真を図９に示す。【００５９】
実施例８
実施例１と有機修飾剤がフマル酸であること以外は同じ条件で、球状多孔質酸化チタンナノ粒子の粉体を得た。
得られた球状多孔質酸化チタンナノ粒子のＸ線回析結果を図１０に、ＤＭＦ中に分散させた球状多孔質酸化チタンナノ粒子のＴＥＭ写真を図１１に示す。【００６０】
実施例９
実施例１と有機修飾剤がマレイン酸であること以外は同じ条件で、球状多孔質酸化チタンナノ粒子の粉体を得た。
得られた球状多孔質酸化チタンナノ粒子のＸ線回析結果を図１２に、ＤＭＦ中に分散させた球状多孔質酸化チタンナノ粒子のＴＥＭ写真を図１３に示す。【００６１】
実施例１０
安息香酸０．６２３０ｇの１０ｍＬメタノール溶液０．５ｍｏｌ／Ｌに０．３３ｍＬ（１ｍｍｏｌ）のチタンイソプロポキシドを激しく攪拌しながら加えた。そこに、ベンズアミド２．５５０４ｇ（２０ｍｍｏｌ）を加え、一晩攪拌した。この溶液を３．５ｍＬ計り取り、同様のＳＵＳ３１６反応に移し、この溶液を４００℃まで上昇させ、超臨界メタノールとし、６０分間反応させた。その後、遠心分離，メタノールでの超音波洗浄、乾燥して球状多孔質酸化チタンナノ粒子の粉体を得た。球状多孔質酸化チタンナノ粒子の紫外可視反射スペクトルを図２４に示す。【００６２】
実施例１１
安息香酸３００．３ｍｇの１０ｍＬメタノール溶液０．５ｍｏｌ／Ｌに０．３３ｍＬ（１ｍｍｏｌ）のチタンイソプロポキシドを激しく攪拌しながら加えた。そこに、酢酸エルビウム４水和物４３．９ｍｇを加え、一晩攪拌した。この溶液を３．５ｍＬ計り取り、同様のＳＵＳ３１６反応に移し、この溶液を４００℃まで上昇させ、超臨界メタノールとし、６０分間反応させた。その後、遠心分離，メタノールでの超音波洗浄、乾燥して球状多孔質酸化チタンナノ粒子の粉体を得た。球状多孔質酸化チタンナノ粒子の粉体のＴＥＭ写真及びＥＤＸマッピングを図２５に示す。【００６３】
比較例１
実施例１と有機修飾剤を添加しないこと以外は同じ条件で、酸化チタンナノ粒子の粉体を得た。
得られた酸化チタンナノ粒子のＸ線回析結果を図１４に、ＤＭＦ中に分散させた酸化チタンナノ粒子のＴＥＭ写真を図１５に示す。【００６４】
比較例２
実施例１と有機修飾剤がイソフタル酸（オルトフタル酸のメタ異性体）であること以外は同じ条件で、酸化チタンナノ粒子の粉体を得た。
得られた酸化チタンナノ粒子のＸ線回析結果を図１６に、ＤＭＦ中に分散させた球状多孔質酸化チタンナノ粒子のＴＥＭ写真を図１７に示す。【００６５】
比較例３
実施例１と有機修飾剤がテレフタル酸（オルトフタル酸のパラ異性体）であること以外は同じ条件で、酸化チタンナノ粒子の粉体を得た。
得られた酸化チタンナノ粒子のＸ線回析結果を図１８に、ＤＭＦ中に分散させた球状多孔質酸化チタンナノ粒子のＴＥＭ写真を図１９に示す。【００６６】
比較例４
実施例１と有機修飾剤がベンゼン‐１，３，５‐トリカルボン酸であること以外は同じ条件で、酸化チタンナノ粒子の粉体を得た。
得られた酸化チタンナノ粒子のＸ線回析結果を図２０に、ＤＭＦ中に分散させた球状多孔質酸化チタンナノ粒子のＴＥＭ写真を図２１に示す。【００６７】
比較例５
実施例１と超臨界メタノールの代わりに超臨界水を用いること以外は同じ条件で、酸化チタンナノ粒子の粉体を得た。
得られた球状多孔質酸化チタンナノ粒子のＸ線回析結果を図２２に、ＤＭＦ中に分散させた酸化チタンナノ粒子のＴＥＭ写真を図２３に示す。【００６８】
実施例１２
実施例１０とベンズアミドを加えないこと以外は同じ条件で、酸化チタンナノ粒子の粉体を得た。球状多孔質酸化チタンナノ粒子の紫外可視反射スペクトルを図２４に示す。
【００６９】
結果
図２、３、５〜９、１１、１３のＴＥＭ写真に示すように、実施例１〜９においては球状多孔質酸化チタンナノ粒子が形成されていることがわかる。
一方、図１５、１７、１９、２１、２３のＴＥＭ写真に示すように、比較例１〜５においては一次粒子同士が分離したままであり、球状多孔質酸化チタンナノ粒子を形成できていないことがわかる。
また、カルボン酸としてそれぞれギ酸及び酢酸を用いた実施例５（図７）及び実施例６（図８）の球状多孔質酸化チタンナノ粒子には中空となっているものが見られ、特にギ酸を用いた実施例５（図７）の球状多孔質酸化チタンナノ粒子はほとんど中空となっていることがわかる。【００７０】
この結果から、超臨界流体としてメタノールを使用し、有機修飾剤として用いられるカルボン酸として、ギ酸、酢酸、安息香酸、オルトフタル酸、フマル酸又はマレイン酸を用いることにより、球状多孔質酸化チタンナノ粒子を形成することが可能となることがわかる。【００７１】
実施例１（反応温度４００℃）のＴＥＭ写真（図２）と実施例３（反応温度３００℃）のＴＥＭ写真（図５）とを比較すると、実施例１のほうが実施例３よりも一次粒子の径が大きく、故に孔径が大きく粗い球状多孔質酸化チタンナノ粒子となっていることがわかる。一方、実施例３で形成される球状多孔質酸化チタンナノ粒子は、一次粒子径が小さく、故に孔径が小さく細やかな球状多孔質ナノ粒子となっていることがわかる。
よって、反応温度が高いほど、孔径が大きい球状多孔質酸化チタンナノ粒子を形成することが可能となることがわかる。また、反応温度を調整することにより、球状多孔質酸化チタンナノ粒子の孔径を調整することができることがわかる。【００７２】
図２４は実施例１０及び実施例１２の酸化チタンナノ粒子の紫外可視反射スペクトルであり、図２５は実施例１１の酸化チタンナノ粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真及びＥＤＸマッピングである。
図２４の紫外可視反射スペクトルより、実施例１０の酸化チタンナノ粒子と実施例１２の酸化チタンナノ粒子では異なる紫外可視反射スペクトルを示し、これにより、実施例１０の酸化チタンナノ粒子に窒素がドープされていることがわかる。
カラー写真でないので判り難いが、図２５のＥＤＸマッピングより、Ｔｉ，Ｏ及びＥｒが球状多孔質酸化チタンナノ粒子に均一に分布していることがわかる。
【００７３】
ＴｉＯ２を用いた単細胞緑藻の形質転換
実施例１で得られた球状多孔質酸化チタンナノ粒子を遺伝子銃の担体として用いることにより、単細胞緑藻の形質転換が可能かどうかを下記のとおり評価した。【００７４】
対数増殖気のChlamydomonas reinhardtiの細胞（ＣＣ−１２４株）およそ３×１０７に対して、１μｇの環状ｐＨｈｙｇ３プラスミド（Ｂｅｒｔｈｏｌｄ  ｅｔ  ａｌ．  ２００２，  Ｐｒｏｔｉｓｔ１５３：４０１−４０２）をＰＤＳ−１０００／Ｈｅ（バイオラッド社）の遺伝子導入装置を用いて導入し、ハイグロマイシンＢを１０μｇ／ｍＬ含むＴＡＰ寒天培地上に散布した。２週間、２５℃、１０００ｌｕｘ下で培養後、寒天上のコロニー数を数えた。担体として実施例３で得られた平均直径０．３μｍの粒子球状多孔質酸化チタンナノ粒子と実施例１で得られた平均直径０．２６μｍの粒子球状多孔質酸化チタンナノ粒子を用いた。
下記表１は、３種類のガス圧を用いた形質転換の結果であり、数は一枚のプレート上のコロニー数を示す。各ガス圧につき、６回の遺伝子導入操作を行った。また、生じたコロニーがｐＨｙｇ３中プラスミドの一部をゲノム中に含む事を、 ＰＣＲ法を用いたＤＮＡ断片の増幅により確認した。このように幅広いガス圧において、本発明のＴｉＯ２粒子はＤＮＡの運搬体として適している事が解った。【００７５】
【表１】
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【００７６】
図２６は、２０００ｐｓｉのガス圧で０．３μｍの酸化チタンナノ粒子を担体とする遺伝子銃を用いて得られた形質転換体を示す写真である。
４個の形質転換体すべてからＰＣＲ法により、ｐＨｈｙｇ３プラスミドの一部が増幅されたことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、白色顔料、触媒担持、反応触媒、光触媒、太陽電池、光半導体、遺伝子輸送試薬、細胞マーカー、薬物輸送試薬、液晶スペーサなどに好適に利用されるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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