(57)【要約】  本発明は、磁性または金属酸化物ナノ粒子が付着領域、付着領域−交差連結領域または付着領域−活性成分結合領域からなる相転移リガンドでコートされたことを特徴とする水溶性磁性または水溶性金属酸化物ナノ粒子及び（１）水不溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子を有機溶媒で合成する工程;（２）上記水不溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子を第１溶媒に溶解して相転移リガンドを第２溶媒に溶解する工程;及び（３）上記工程（２）で得られた２つ溶液を混合して水不溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子の表面を相転移リガンドで置換させる工程を含む水溶性磁性または水溶性金属酸化物ナノ粒子の製造方法に関するものである。また、上記相転移リガンドでコートされた水溶性磁性及び水溶性金属酸化物ナノ粒子は物質の分離と検出、疾患の診断と治療、細菌及び汚染物質の分解など様々な分野で使用することができる。
2009529004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性または金属酸化物ナノ粒子が付着領域、付着領域−交差連結領域または付着領域−活性成分結合領域からなる相転移リガンドでコートされたことを特徴とする水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子。
【請求項２】
磁性または金属酸化物ナノ粒子は、磁性物質、金属酸化物、磁性合金、または多成分混成構造体からなる直径１〜１０００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の水溶性の磁性または金属酸化物ナノ粒子。
【請求項３】
磁性物質はＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｎｂを含む遷移金属、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｓｍを含むランタニド族及びアクチニド族金属、ＭｘＯｙ（Ｍ＝Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｍｏを含む遷移金属元素、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏを含むランタニド族及びアクチニド族元素；０＜ｘ≦２０、０＜ｙ≦２０）及びＭａｘＭｂｙＯｚ（Ｍａ＝Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｎｂを含む遷移金属元素またはＧｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｓｍを含むランタニド族及びアクチニド族元素から１種以上選択される金属；Ｍｂ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｇｅ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｒａを含む１、２族金属元素、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｙ、Ｔａ、Ｖ、Ｃｄ、Ｙ、Ｔａ、Ｖ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｅ、Ｗ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ａｕを含む遷移金属元素、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｐｍを含むランタニド族またはアクチニウム族元素、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎを含む１３族元素、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂを含む１４族元素、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉを含む１５族元素、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅを含む１６族元素から１種以上選択することを特徴とする金属；０＜ｘ≦２０、０＜ｙ≦２０、０＜ｚ≦２０）よりなる群から選択されることを特徴とする請求項２に記載の水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子。
【請求項４】
金属酸化物は、ＭｘＯｙ（Ｍｘ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｇｅ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｒａを含む１、２族金属元素、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｙ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕを含む遷移金属元素、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎを含む１３族元素、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂを含む１４族元素、Ｂｉを含む１５族元素、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｌａ、Ｔｈ、Ｐａ、Ｕ、Ａｍ、Ｃｍ、Ｂｋ、Ｃｆ、Ｅｘ、Ｆｍ、Ｍｄ、Ｎｏ、Ｌｒを含むランタニド族及びアクチニウム族元素よりなる群から１種以上選択された金属元素；０＜ｘ≦２０、０＜ｙ≦２０)であることを特徴とする請求項２に記載の水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子。
【請求項５】
磁性合金は、ＭｘＭｙ（Ｍｘ＝Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍｏを含む遷移金属元素、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｓｍを含むランタニド族またはアクチニウム族元素の中から１種以上選択されることを特徴とする元素；Ｍｙ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｇｅ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｒａを含む１、２族金属元素、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｔｃ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕを含む遷移金属元素、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎを含む１３族元素、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎを含む１４族元素、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉを含む１５族元素、Ｓ、Ｔｅ、Ｓｅを含む１６族元素、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｂ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｐａ、Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃｍ、Ｂｋ、Ｃｆ、Ｅｘ、Ｆｍ、Ｍｄ、Ｎｏ、Ｌｒを含むランタニド族及びアクチニウム族元素の中から１種以上選択されることを特徴とする元素；０＜ｘ≦２０、０＜ｙ≦２０）であることを特徴とする請求項２に記載の水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子。
【請求項６】
多成分混成構造体は、
請求項３〜５のいずれか一項に記載の磁性物質、金属酸化物及び磁性合金よりなる群から選択された２種以上のナノ粒子を含むか、または、
請求項３〜５のいずれか一項に記載の磁性物質、金属酸化物及び磁性合金よりなる群から選択された１種のナノ粒子と半導体（Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌを含む１３族元素、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇを含む１２族元素、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂを含む１４族元素、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉを含む１５族元素、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐｏを含む１６族元素の中から選択された２種以上の元素で構成された半導体)、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｗ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒを含む遷移金属、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎを含む１３族物質、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｐｂを含む１４族物質から１種以上選択されることを特徴とする請求項２に記載の水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子。
【請求項７】
相転移リガンドによる磁性または金属酸化物ナノ粒子のコートは、ナノ粒子と相転移リガンドの付着領域間の配位結合、共有結合、水素結合、ファンデルワールス結合またはイオン結合によることを特徴とする請求項１に記載の水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子。
【請求項８】
相転移リガンドの付着領域（ＬＩ）は、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ２、−ＳＨ、−ＳＳ−、−ＣＯＮＨ２、−ＰＯ３Ｈ、−ＰＯ４Ｈ２、−ＰＯ２（ＯＲ１）（ＯＲ２）（Ｒ１、Ｒ２＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、ＳＯ３Ｈ、−ＳＯ４Ｈ、−ＮＯ２、−ＣＨＯ、−ＣＯＳＨ、−ＣＯＸ、−ＣＯＯＣＯ−、−ＣＯＲＣＯ−（Ｒ＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＣＯＯＲ、−ＣＯＮＨ−、−ＣＮ、−ＮＲＯＨ（Ｒ＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＮＲ１ＮＲ２Ｒ３（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＣＯＮＨＮＲ１Ｒ２（Ｒ１、Ｒ２＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＮＲ１Ｒ２Ｒ３Ｘ（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）及び−ＯＨよりなる群から選択された官能基を含むことを特徴とする請求項１に記載の水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子。
【請求項９】
相転移リガンドの交差連結領域（ＬＩＩ）は、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ２、−ＳＨ、−ＣＯＮＨ２、−ＰＯ３Ｈ、−ＰＯ４Ｈ２、−ＰＯ２（ＯＲ１）（ＯＲ２）（Ｒ１、Ｒ２＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、ＳＯ３Ｈ、−ＳＯ４Ｈ、−ＮＯ２、−ＣＨＯ、−ＣＯＳＨ、−ＣＯＸ、−ＣＯＯＲ、−ＣＯＮＨ、−ＣＮ、−ＮＲＯＨ（Ｒ＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＮＲ１ＮＲ２Ｒ３（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＣＯＮＨＮＲ１Ｒ２（Ｒ１、Ｒ２＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＮＲ１Ｒ２Ｒ３Ｘ（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＯＨ、−ＳＣＯＣＨ３、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＳＣＮ、−ＮＣＯ、−ＯＣＮ、−エポキシ、−ヒドラゾン、−アルケン及び−アルキンよりなる群から選択された官能基を含むことを特徴とする請求項１に記載の水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子。
【請求項１０】
相転移リガンドの活性成分結合領域（ＬＩＩＩ）は−ＣＯＯＨ、−ＮＨ２、−ＳＨ、−ＣＯＮＨ２、−ＰＯ３Ｈ、−ＰＯ４Ｈ２、−ＰＯ２（ＯＲ１）（ＯＲ２）（Ｒ１、Ｒ２＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、ＳＯ３Ｈ、−ＳＯ４Ｈ、−ＮＯ２、−ＣＨＯ、−ＣＯＳＨ、−ＣＯＸ、−ＣＯＯＲ、−ＣＯＮＨ−、−ＣＮ、−ＮＲＯＨ（Ｒ＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＮＲ１ＮＲ２Ｒ３（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＣＯＮＨＮＲ１Ｒ２（Ｒ１、Ｒ２＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＮＲ１Ｒ２Ｒ３Ｘ（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＯＨ、−ＳＣＯＣＨ３、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＳＣＮ、−ＮＣＯ、−ＯＣＮ、−エポキシ、ヒドラゾン、−アルケン及び-アルキンよりなる群から選択された官能基を含むことを特徴とする請求項１に記載の水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子。
【請求項１１】
相転移リガンドは、ペプチド、タンパク質、核酸、脂質、糖、化学単分子及び高分子よりなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の水溶性磁性または水溶性金属酸化物ナノ粒子。
【請求項１２】
ペプチドは、−ＳＨ、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ２、−ＣＯＮＨ２、−ＮＨＣＮＨ２（Ｎ＋Ｈ２）、−ＣＮＨＣＨ（Ｎ＋Ｈ２）ＣＨ−、または−ＯＨよりなる群から選択される側鎖を有するアミノ酸を少なくとも一つ含むことを特徴とする請求項１１に記載の水溶性磁性または水溶性金属酸化物ナノ粒子。
【請求項１３】
タンパク質は、構造タンパク質、貯蔵タンパク質、運搬タンパク質、ホルモンタンパク質、レセプタータンパク質、収縮タンパク質、防御タンパク質及び酵素タンパク質よりなる群から選択されることを特徴とする請求項１１に記載の水溶性磁性または水溶性金属酸化物ナノ粒子。
【請求項１４】
アルブミン類、抗体類、二次抗体類、抗原、血色素、ヘパリン、アビジン、ストレプトアビジン、ミオシン、シトクロム、グリシニン、プロテインＡ、プロテインＧ、プロテインＳ、免疫グロブリン、レクチン、セレクチン、アンジオポイエチン、抗癌タンパク質、抗生タンパク質、ホルモン拮抗タンパク質、インターロイキン、インターフェロン、成長因子タンパク質、腫瘍壊死因子タンパク質、エンドトキシンタンパク質、リンホトキシンタンパク質、組織プラスミノゲン活性剤、ウロキナーゼ、ストレプトキナーゼ、プロテアーゼ阻害剤、アルキルホスホコリン、界面活性剤、心血管系薬物タンパク質、神経系薬物タンパク質及び胃腸管系薬物タンパク質よりなる群から選択されることを特徴とする請求項１３に記載の水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子。
【請求項１５】
核酸は、３’−、５’−末端または側鎖に、−ＰＯ４Ｈ、−ＳＨ、−ＮＨ２、−ＣＯＯＨ及び−ＯＨよりなる群から選択された官能基を有するように変形されたことを特徴とする請求項１１に記載の水溶性磁性または水溶性金属酸化物ナノ粒子。
【請求項１６】
脂質は、脂肪酸、ステロイド、テルペノイド、リン脂質、糖脂質及び脂肪タンパク質よりなる群から選択されることを特徴とする請求項１１に記載の水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子。
【請求項１７】
脂質は、末端に−ＰＯ４Ｈ、−ＳＨ、−ＮＨ２、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＲ、−ＳＯ２ＯＲ、及び−ＯＨよりなる群から選択された官能基を有することを特徴とする請求項１６に記載の水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子。
【請求項１８】
糖は、単糖類、二糖類及び多糖類よりなる群から選択されることを特徴とする請求項１１に記載の水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子。
【請求項１９】
グルコース、マノオース、フコース、Ｎ−アセチルグルコミン、Ｎ−アセチルガラクトサミン、Ｎ−アセチルノイラミン酸、フルクトース、果糖、キシロース、ソルビトール、スクロース、マルトース、グリコアルデヒド、ジヒドロキシアセトン、エリトロース、エリスルロース、アラビノース、キシロース、キシルロース、フラクトース、ラクトース、マルトース、トレハロース、メリビオース、セロビオース、ラフィノース、メレジトース、マルトリオース、スタキオース、スクロドース（schrodose）、キシラン、アラバン、ヘキソサン、フルクタン、ガラクタン、マンナン、アガロペクチン、アルギン酸、カラギーナン、ヘミセルロース、デキストラン、カルボデキストラン、澱粉、ヒプロメロース、セルロース、アミロース、ジオキシアセトン、グリセリンアルデヒド、キチン、アガロース、デキストリン、リボース、リブロース、ガラクトース、カルボキシメチルセルロース及びグリコーゲンよりなる群から選択されることを特徴とする請求項１８に記載の水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子。
【請求項２０】
化学単分子は、末端または側鎖に−ＣＯＯＨ、−ＮＨ２、−ＳＨ、−ＳＳ−、−ＣＯＮＨ２、−ＰＯ３Ｈ、−ＰＯ４Ｈ２、−ＰＯ２（ＯＲ１）（ＯＲ２）（Ｒ１、Ｒ２＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、ＳＯ３Ｈ、−ＳＯ４Ｈ、−ＮＯ２、−ＣＨＯ、−ＣＯＳＨ、−ＣＯＸ、−ＣＯＯＣＯ−、−ＣＯＲＣＯ−（Ｒ＝ＣｌＨｍ、０≦ｌ≦３、０≦ｍ≦２ｌ＋１）、−ＣＯＯＲ、−ＣＮ、−Ｎ３、−Ｎ２、−ＮＲＯＨ（Ｒ＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＮＲ１ＮＲ２Ｒ３（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＣＯＮＨＮＲ１Ｒ２（Ｒ１、Ｒ２＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＮＲ１Ｒ２Ｒ３Ｘ（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＯＨ、−ＳＣＯＣＨ３、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＳＣＮ、−ＮＣＯ、−ＯＣＮ、−エポキシ、−ヒドラゾン、−アルケン及び−アルキンよりなる群から選択された一つ以上の官能基を含むことを特徴とする請求項１１に記載の水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子。
【請求項２１】
テトラアルキルアンモニウムハライド（ＮＲ４＋Ｘ−）（Ｒ＝ＣｐＨｑＯｒＮｓＳｔ、０≦ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ≦１０、Ｘ＝Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、カルボキシアルキルテトラアルキルアンモニウムハライド（ＣＯＯＨ（ＣＨ２）ｎＮＲ４＋Ｘ−）（Ｒ＝ＣｐＨｑＯｒＮｓＳｔ、０≦ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ≦１０、Ｘ＝Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、カルボキシアルキルリン酸（ＣＯＯＨ（ＣＨ２）ｎＰＯ４Ｈ）（０≦ｎ≦１０）、カルボキシアルキルチオール（ＣＯＯＨ（ＣＨ２）ｎＳＨ；０≦ｎ≦１０）、メルカプトコハク酸、ジメルカプトコハク酸、メルカプトマレイン酸、ジメルカプトマレイン酸、メルカプトペンタジオン酸、ジメルカプトペンタジオン酸よりなる群から選択されることを特徴とする請求項２０に記載の水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子。
【請求項２２】
高分子は、ポリホスファゼン、ポリアクリル酸、ポリラクチド、ポリラクチド−コ−グリコリド、ポリカプロラクトン、ポリカプロラクタム、ポリアンハイドライド、ポリリンゴ酸及びその誘導体、ポリアルキルシアノアクリレート、ポリヒドロオキシアルキレート、ポリカルボネート、ポリオルトエステル、ポリエチレングリコール、ポリ-Ｌ−リシン、ポリグリコリド、ポリアルキルメタアクリレート、ポリビニールピロリドン及びこれらの共重合体よりなる群から選択されることを特徴とする請求項１１に記載の水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子。
【請求項２３】
活性成分は、生体活性成分、高分子及び無機支持体よりなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の水溶性磁性または水溶性金属酸化物ナノ粒子。
【請求項２４】
上記生体活性成分は、核酸、ペプチド、分子認識化学分子及び生体分子、信号伝達化学分子及び生体分子、酵素化学分子及び生体分子、構造制御化学分子及び生体分子、貯蔵化学分子及び生体分子、運搬化学分子及び生体分子、ホルモン化学分子及び生体分子、分解化学分子及び生体分子、レセプタータンパク質、収縮タンパク質、防御タンパク質、酵素タンパク質、心血管系薬物、胃腸管系薬物、神経系薬物よりなる群から選択されることを特徴とする請求項２３に記載の水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子。
【請求項２５】
上記生分解性高分子は、ポリホスファゼン、ポリラクチド、ポリラクチド−コ−グリコリド、ポリカプロラクトン、ポリカプロラクタム、ポリアンハイドライド、ポリリンゴ酸及びその誘導体、ポリアルキルシアノアクリレート、ポリヒドロオキシアルキレート、ポリカルボネート、ポリオルトエステル、ポリエチレングリコール、ポリ−Ｌ−リシン、ポリグリコリド、ポリアルキルメタアクリレート、ポリビニールピロリドンよりなる群から選択されることを特徴とする請求項２３に記載の水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子。
【請求項２６】
無機支持体は、金属酸化物（Ｌｉ、Ｎａ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｇｅ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｒａを含む１、２族金属元素、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｙ、Ｔｃ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｄ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕを含む遷移金属元素、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎを含む１３族元素、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｎ、Ｐｂを含む１４族元素、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉを含む１５族元素、及びＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｌａ、Ｔｈ、Ｐａ、Ｕ、Ａｍ、Ｃｍ、Ｂｋ、Ｃｆ、Ｅｘ、Ｆｍ、Ｍｄ、Ｎｏ、Ｌｒを含むランタニド族及びアクチニウム族元素よりなる群から選択された１種以上の元素で構成された金属酸化物）；半導体（Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌを含む１３族元素、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇを含む１２族元素、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂを含む１４族元素、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉを含む１５族元素、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐｏを含む１６族元素の中から選択された２種以上の元素で構成された半導体）、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｗ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｃｄ、Ｔａ、Ｒｅを含む遷移金属；炭素物質；Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎを含む１３族物質；及びＳｉ、Ｓｎ、Ｐｂを含む１４族物質；よりなる群から選択されることを特徴とする請求項２３に記載の水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子。
【請求項２７】
（１）水不溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子を有機溶媒で合成する工程；
（２）上記水不溶性磁性または金属ナノ粒子を第１溶媒に溶解して相転移リガンドを第２溶媒に溶解する工程；及び
（３）上記工程（２）で得られた２つ溶液を混合して水不溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子の表面を相転移リガンドで置換させる工程；
を含む水溶性磁性または水溶性金属酸化物ナノ粒子の製造方法。
【請求項２８】
上記水不溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子は、表面安定剤を含む１０〜６００℃の有機溶媒にナノ粒子前駆物質を投入し、目的のナノ粒子を製造するのに適した温度及び時間を保持し、ナノ粒子前駆物質を化学反応させてナノ粒子を成長させた後、形成された水不溶性磁性または金属ナノ粒子を分離及び精製する工程を経て製造されたことを特徴とする請求項２７に記載の水溶性ナノ粒子の製造方法。
【請求項２９】
上記有機溶媒は、ベンゼン系溶媒、炭化水素溶媒、エーテル系溶媒、ポリマー溶媒及びイオン性液体よりなる群から選択されることを特徴とする請求項２７に記載の水溶性ナノ粒子の製造方法。
【請求項３０】
上記工程（２）の第１溶媒は、ベンゼン系溶媒、炭化水素溶媒、エーテル系溶媒、ハロ炭化水素、アルコール類、スルホキシド系溶媒、アミド系溶媒及びイオン性液体よりなる群から選択されることを特徴とする請求項２７に記載の水溶性ナノ粒子の製造方法。
【請求項３１】
上記工程（２）の第２溶媒は、ベンゼン系溶媒、炭化水素溶媒、エーテル系溶媒、ハロ炭化水素、アルコール類、スルホキシド系溶媒、アミド系溶媒、水及びイオン性液体よりなる群から選択されることを特徴とする請求項２７に記載の水溶性ナノ粒子の製造方法。
【請求項３２】
請求項１に記載の水溶性の磁性及び金属酸化物ナノ粒子を用いた生体物質及び化学物質の検出及び分離方法。
【請求項３３】
上記生体物質は、タンパク質、ペプチド、ＤＮＡ、ＲＮＡ、細胞、ウイルスよりなる群から選択されたことを特徴とする請求項３２に記載の検出及び分離方法。
【請求項３４】
上記化学物質は揮発性有機化合物、ＮＯｘ、ＣＯｘ、内分泌かく乱物質、多環芳香族炭化水素よりなる群から選択されたことを特徴とする請求項３２に記載の検出及び分離方法。
【請求項３５】
巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）、透過磁気抵抗（ＴＭＲ）、超巨大磁気抵抗（ＣＭＲ）、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）、磁気力原子顕微鏡（ＭＦＭ）、超電導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）、磁気光学的カー効果（ＭＯＫＥ）装置、カンチレバー、水晶マイクロバランス（ＱＣＭ）、 磁気共鳴映像（ＭＲＩ）及び電気化学センサーよりなる群から選択された装置を使用することを特徴とする請求項３２に記載の検出及び分離方法。
【請求項３６】
請求項１に記載の水溶性の磁性及び金属酸化物ナノ粒子を用いた診断方法。
【請求項３７】
磁気共鳴映像（ＭＲＩ）装置を利用することを特徴とする請求項３５に記載の診断方法。
【請求項３８】
請求項１に記載の水溶性の磁性及び金属酸化物ナノ粒子を用いた治療方法。
【請求項３９】
磁性及び金属酸化物ナノ粒子に、薬物、遺伝子または核酸を付着させ、これを病巣に伝達して疾患を治療することを特徴とする請求項３８に記載の治療方法。
【請求項４０】
上記薬物は、抗癌剤、抗生剤、ホルモン、ホルモン拮抗剤、インターロイキン、インターフェロン、成長因子、腫瘍壊死因子、エンドトキシン、リンホトキシン、組織プラスミノゲン活性剤、ウロキナーゼ、ストレプトキナーゼ、プロテアーゼ阻害剤、アルキルホスホコリン、アンジオポイエチン、抗癌タンパク質、抗生タンパク質、ホルモン拮抗タンパク質、界面活性剤、心血管系薬物タンパク質、神経系薬物タンパク質及び胃腸管系薬物タンパク質などを含む請求項３９に記載の治療方法。
【請求項４１】
水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子から発生された熱を利用することを特徴とする請求項３８に記載の治療方法。
【請求項４２】
水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子を身体の一部に移植して身体の一部の機能を代替することを特徴とする治請求項３８に記載の療方法。
【請求項４３】
水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子の光電子触媒活性を利用して癌細胞を死滅させることを特徴とする請求項３８に記載の治療方法。
【請求項４４】
請求項１に記載の水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子の光電子触媒活性を用いた細菌及び汚染物質の分解方法。
【請求項４５】
汚染物質は、ホルムアルデヒド、多環芳香族炭化水素及び揮発性有機物質を含むことを特徴とする請求項４４に記載の分解方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水溶性磁性または水溶性金属酸化物ナノ粒子とその製造方法及び用途に関する。さらに詳細には、磁性または金属酸化物ナノ粒子が付着領域、付着領域−交差連結領域または付着領域−活性成分結合領域からなる相転移リガンドでコートされたことを特徴とする水溶性磁性または水溶性金属酸化物ナノ粒子、水不溶性の磁性または金属酸化物ナノ粒子から相転移を介して水溶性の磁性または金属酸化物ナノ粒子を製造する方法と上記水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子の物質分離と検出、疾患の診断と治療、細菌及び汚染物質の分解など様々な分野での用途に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁性ナノ粒子と金属酸化物ナノ粒子は、その特異な磁気的、光学的、電気的な性質によって次世代電子情報通信技術及びバイオ技術における核心構成要素として作用することが期待されている。特に、このような磁性または金属酸化物ナノ粒子がバイオ技術で利用された時には、磁気共鳴映像などのイメージングプローブ、巨大磁気抵抗センサーを含むバイオセンサー、マイクロ流体系センサー、薬物／遺伝子伝達、磁性高温治療などの様々な範囲に応用され、超高速、高分解能、高感度診断、ピンポイント療法(pinpointing therapy)などに革新的な発展を促進させることが期待されている。
【０００３】
具体的に、磁性ナノ粒子は、分子磁気共鳴映像の診断プローブ(probe)として用いられる。磁性ナノ粒子は、ナノ粒子周辺にある水分子の水素原子のスピン−スピン弛緩時間を短縮させ、磁気共鳴映像信号を増幅させる効果を示し、今まで分子映像診断に広く使用されてきた。
【０００４】
また、磁性ナノ粒子は、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）のプローブ物質として作用する。磁性ナノ粒子が、巨大磁気抵抗バイオセンサー表面にパターンされている生体分子を感知して結合すれば、磁性ナノ粒子によって巨大磁気抵抗センサーの電流信号が変わるようになり、生体分子を選択的に検出することができる（特許文献１、２、３、４）。
【０００５】
また、磁性ナノ粒子は生体分子の分離にも応用できる。例えば、特定の生体マーカーを発現する細胞と他の細胞が混ざっている時、磁性ナノ粒子が特定の生体マーカーと選択的に結合するようにした後、外部から磁場をかければ、磁場方向に所望の細胞だけを分離することができる（特許文献５、６、７、８）。さらに、タンパク質、抗原、ペプチド、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ウイルスなど様々な生体分子の分離にも応用することができる。
【０００６】
また、磁性ナノ粒子は、磁性マイクロ流体センサーに応用され、生体分子を分離及び検出することができる。チップ上に非常に小さなチャネルを作り、その中に磁性ナノ粒子を流すことで、マイクロ単位の流体系で生体分子を検出及び分離することができる。
【０００７】
また、磁性ナノ粒子は、薬物または遺伝子の伝達を介して生体治療にも使用できる。磁性ナノ粒子に化学的な結合または吸着を通じて、薬物または遺伝子を付着し、外部磁場を利用して所望の位置に移動し、所望の特定部位に薬物及び遺伝子の放出を可能にして、選択的な治療効果が可能になる（特許文献９）。
【０００８】
磁性ナノ粒子を用いた生体治療のさらに別の例として、磁性スピンエネルギーを用いた高温治療が挙げられる（特許文献１０、１１）。磁性ナノ粒子は、外部のラジオ周波数の交流電流を流すと、スピンフリッピング（flipping）過程を経て、熱を放出するようになる。この時、ナノ粒子周辺の温度が４０℃以上になるため、細胞が高い熱によって死ぬようになり、癌細胞のような細胞を選択的に死滅させることができる。
【０００９】
磁性ナノ粒子は身体の一部に移植され、生体器官を代替することができる。例えば、酸化鉄ナノ粒子を形状記憶高分子と混合した後、外部磁場を加えることによって誘導された熱により形状記憶高分子の形状が変化し、これを利用して人工網膜を開発することができる（非特許文献１）。
【００１０】
一方、金属酸化物ナノ粒子も様々な用途で利用されている。例えば、酸化チタンナノ粒子は、特異な光電子触媒効果を有しており、外部の光によって光電子を形成し、これを利用して抗菌効果を発揮するため、様々な抗菌生活用品として利用できるだけでなく、癌細胞及び病原菌の死滅などに使用できる。
【００１１】
以上のような用途として磁性ナノ粒子または金属酸化物ナノ粒子が利用されるためには、１）物理的／化学的特性に優れており、２）生体内、即ち、水溶性環境から安定に運搬及び分散されなければならなく、３）生体活性物質と容易に結合できなければならない。これにより、上記条件を満たすために、現在まで様々な技術が開発されてきた。
【００１２】
特許文献１２には、酸化鉄のような金属を含む超常磁性ナノ粒子に関するものであるが、上記ナノ粒子の表面に組織特異的な結合物質、診断または薬剤学的に活性の物質とカップリングしうる結合部位を含む無機物質を付着したナノ粒子を開示している。
【００１３】
特許文献１３には、酸化鉄のような金属を含む常磁性ナノ粒子に関するものであるが、上記ナノ粒子の表面に特定のカルボン酸を付着し、重力または磁場でナノ粒子が凝集及び沈殿されることを防止する方法が開示されている。上記特定のカルボン酸は、マレイン酸、酒石酸、グルカル酸などの脂肪族ジカルボン酸またはクエン酸、シクロヘキサン、トリカルボン酸などの脂肪族ポリジカルボン酸が用いられた。
【００１４】
特許文献１４には、単層（monolayer）で取り囲まれた機能性ナノ粒子に関するものであるが、上記単層には二官能性（bifunctional）ペプチドが接着され、上記ペプチドにはＤＮＡ及びＲＮＡを含む様々な生重合体（biopolymer）が結合され得る。
【００１５】
特許文献１５にはアポフェリチンタンパク質で磁性ナノ粒子をカプセル化する方法が開示されている。
【００１６】
特許文献１６には、二重ミセル（bi-micellear vesicle)中に、マンガン亜鉛酸化物ナノ粒子を形成させる方法を開示しているが、 このように形成された磁性ナノ粒子は、熱処理過程を通じて向上された性質を示す。
【００１７】
特許文献１７、１８及び１９は、遷移金属イオンを高分子中で還元し、金属酸化物ナノ粒子を製造し、このように合成されたナノ粒子の高分子表面に生体活性成分を結合させる製造方法を開示している。
【００１８】
特許文献２０、２１、２２は、デキストランなどのポリサッカリドでコートされた磁性金属酸化物ナノ粒子に対して開示している。
【００１９】
特許文献２３は、１６−メルカプトヘキサデカン酸でコートされた水溶性磁性ナノ粒子の合成とこのように合成された磁性ナノ粒子に形質感染剤であるＴＡＴペプチドを利用し、細胞内磁性標識(intracellular magnetic labelling)して実験マウス内のウイルス及びｍＲＮＡ検出に関して開示している。
【００２０】
特許文献２４はデンプンコートとポリアルキレンオキシドコートを備えた超常磁性鉄酸化物コア粒子を含む粒子とこれを含むＭＲＩ造影剤を開示している。
【００２１】
しかし、上記方法で製造された水溶性ナノ粒子は、次のような短所を有している。特許文献１２、１３、１４、１５、１６、２３、２４に開示された技術は、水溶液で合成されている。このような場合、ナノ粒径調節が難しく、合成されたナノ粒子は不均一なサイズ分布度を示し、低温で合成されるため、ナノ粒子の結晶性が低く、非化学量論的化合物（non−stoichiometric compound）が形成される傾向がある。
【００２２】
しかし、ナノ粒子はそのサイズ、形態、サイズ分布度、結晶性、化学両論がその粒子の電気的／光学的/磁気的／触媒的性質において決定的な要素として作用するために、現在まで開発された磁性ナノ粒子の場合には弱い磁気的性質を示し、金属酸化物ナノ粒子の場合にもその電気的／光学的特性が落ち、水溶液でコロイド安定性が低下して生体応用時、凝集、非選択性結合などを示す問題点を持っている。
【００２３】
このような問題点を有した磁性ナノ粒子は、情報電子及び生体技術の核心素材として使われた時、大きな障害要素として認識されている。例えば、今まで開発されたナノ粒子は、生体物質の分離において低い効率、磁気共鳴映像診断プローブとしての低下された信号増幅効果、巨大磁気抵抗センサー及びマイクロ流体系バイオセンサーで低い感度及び高いノイズ（非選択性反応）、薬物／遺伝子伝達及び磁性高温治療で低い治療効果などを示しており、さらに金属酸化物ナノ粒子は低い触媒活性を表している。
【００２４】
このような問題点を解決するために、高温の有機溶媒で磁性または金属酸化物ナノ粒子を開発する方法も提示された。特許文献２５、２６、２７、２８及び非特許文献２、３には、良質の磁性または金属酸化物ナノ粒子を合成する方法を開示されている。このように合成されたナノ粒子はその電気的／光学的／磁気的性質に大きな影響を与えるナノ粒径及び形態が自由自在に制御されるだけでなく、高い結晶性及び化学両論が調節された良質のナノ粒子を形成することができるようにする。しかし、このような高温有機相合成法で形成されたナノ粒子は、その表面が疎水性リガンドで覆われ、有機溶媒ではよく分散されるが、水溶液では全く分散されなく、特に生体応用用途としての使用はほとんど不可能である。
【００２５】
従って、高温の有機溶媒で合成された良質の磁性ナノ粒子及び金属酸化物ナノ粒子を水溶液で安定化させることができる技術が必要とされている。
【００２６】
特許文献２９は有機溶媒に溶けている金、白金、ニッケルなどの金属ナノ粒子を、カチオン及びアニオン相転移単分子リガンド（例：ジドデシルジメチルアンモニウムブロマイド、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド）を利用して、水溶液相に相転移する方法を開示している。しかし、上記技術は半導体及び金属ナノ粒子にのみ適用可能であるだという問題点がある。
【００２７】
特許文献３０号は、有機溶媒に溶解されている金、白金、金属酸化物ナノ粒子を、Ｘ−Ｙ−Ｚで構成された相転移単分子リガンド（例：このメチルアミノピリジン、メルカプトウンデカン酸）を利用して水溶液相に相転移させる方法を記述している。しかし、適用事例は、金、白金ナノ粒子に限定されており、種々のナノ粒子の一般化された適用には困難である。また、このような水溶性ナノ粒子は、水溶液でナノ粒子から相転移リガンドが容易に分離されるため、センサー、分離及び診断などの応用において、必ず、備えるべき要件である水溶液相のコロイド安定性が顕著に落ちるという問題点を持っている。
【００２８】
一方、本発明者らは、付着領域（ＬＩ）−交差連結領域（ＬＩＩ）−活性成分結合領域（ＬＩＩＩ）からなる多官能基リガンドでコートされた磁性、半導体、及び金属酸化物ナノ粒子を合成する技術を特許出願（特許文献３１、３２）しているが、ナノ粒子の用途によって交差連結領域と活性成分結合領域は不要の場合があった。
【特許文献１】米国特許第６，４５２，７６３号
【特許文献２】米国特許第６，９４０，２７７号
【特許文献３】米国特許第６，９４４，９３９号
【特許文献４】米国公開特許第２００３／０１３３２３２号
【特許文献５】米国特許第４，５５４，０８８号
【特許文献６】米国特許第５，６６５，５８２号
【特許文献７】米国特許第５，５０８，１６４号
【特許文献８】米国公開特許第２００５／０２１５６８７号
【特許文献９】米国特許第６，８５５，７４９号
【特許文献１０】米国特許第６，５３０，９４４号
【特許文献１１】米国特許第５，４１１，７３０号
【特許文献１２】米国特許第６，２７４，１２１号
【特許文献１３】米国特許大６，６３８，４９４号
【特許文献１４】米国公開特許第２００４／００５８４５７号
【特許文献１５】イギリス特許第０２２３１２７号
【特許文献１６】米国公開特許第２００３／０１９０４７１号
【特許文献１７】米国特許第４，７９５，９９８号
【特許文献１８】米国特許第４，５５４，０９８号
【特許文献１９】米国公開特許第２００３／００９２０２９号
【特許文献２０】米国特許第４，４５２，７７３号
【特許文献２１】米国特許第５，２６２，１７６号
【特許文献２２】米国公開特許第２００３／０１８５７５７号
【特許文献２３】米国公開特許第２００５／０１３０１６７号
【特許文献２４】韓国特許出願第１０−１９９８−０７０５２６２号
【特許文献２５】韓国公開特許第２００３−００８２３９５号
【特許文献２６】韓国公開特許第 ２００３−００８２３４号
【特許文献２７】米国公開特許第２００４／０２４７５０３号
【特許文献２８】米国特許第６，２６２，１２９号
【特許文献２９】米国公開特許第２００５／０１６５１２０号
【特許文献３０】国際特許公報ＷＯ２００２／０４１８２６号
【特許文献３１】韓国特許第６５２２５１号
【特許文献３２】韓国特許第６０４９７６号
【非特許文献１】Proceedings of National Academy of Science USA, 2006, Vol.103, p.3540
【非特許文献２】US Chemical Transaction (J. Am. Chem. Soc. 2002, vol.124, p8204)
【非特許文献３】US Material Chemical Transaction (Chem. Matter. 2004, vol 16, p3931)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
従って、高温の有機溶媒で合成された良質の磁性ナノ粒子及び金属酸化物ナノ粒子を水溶液で安定化させることができる技術が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明者らは、磁性または金属酸化物ナノ粒子固有の電気的／光学的／磁気的性質を保持すると同時に、水溶液で安定なナノ粒子を提供するために、高温有機相合成された水不溶性の磁性または金属酸化物ナノ粒子から付着領域、付着領域−交差連結領域または付着領域−活性成分結合領域からなる相転移リガンドを用いた相転移を通じて水溶性磁性または水溶性金属酸化物ナノ粒子を製造し、この水溶性磁性または水溶性金属酸化物ナノ粒子が広範囲なｐＨ範囲及び塩濃度の水溶液から安定的に溶解及び分散可能であることを確認し、本発明を完成した。
【００３１】
そこで、本発明の一態様は、磁性または水溶性金属酸化物ナノ粒子が、付着領域、付着領域−交差連結領域または付着領域−活性成分結合領域からなる相転移リガンドでコートされたことを特徴とする水溶性磁性または水溶性金属酸化物ナノ粒子を提供する。
【００３２】
他の態様は、（１）水不溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子を有機溶媒で合成する工程；（２）上記水不溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子を第１溶媒に溶解して相転移リガンドを第２溶媒に溶解する工程；（３）上記工程（２）で得られた２つ溶液を混合して水不溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子の表面を相転移リガンドで置換させる工程を含む水溶性磁性または水溶性金属酸化物ナノ粒子の製造方法を提供する。
【００３３】
さらに別の態様は、上記水溶性磁性及び金属酸化物ナノ粒子を用いた生体物質及び化学物質の検出及び分離方法を提供する。
【００３４】
さらに別の態様は、上記水溶性の磁性及び金属酸化物ナノ粒子を用いた診断方法を提供する。
【００３５】
さらに別の態様は、上記水溶性の磁性及び金属酸化物ナノ粒子を用いた治療方法を提供する。
【００３６】
さらに別の態様は、上記水溶性の磁性または金属酸化物ナノ粒子の光電子触媒活性を用いた細菌及び汚染物質の分解方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明で、“磁性または金属酸化物ナノ粒子(nanoparticles)”とは、磁性物質、金属酸化物、磁性合金または多成分混成構造体からなる直径が１〜１０００ｎｍ、好ましくは２〜１００ｎｍの粒子を意味する。これらは次ぎの通りに例示することができる。
【００３８】
磁性物質の例には、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｎｂなどを含む遷移金属、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｓｍなどを含むランタニド族またはアクチニド族金属、またはＭｘＯｙ（Ｍ＝Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｍｏなどを含む遷移金属元素及びＳｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏなどを含むランタニド族またはアクチニド族元素；０＜ｘ≦２０、０＜ｙ≦２０)、またはＭａｘＭｂｙＯｚ（Ｍａ＝Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｎｂなどを含む遷移金属元素とＧｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｓｍなどを含むランタニド族及びアクチニド族元素から選択された１種以上の金属；Ｍｂ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｇｅ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｒａなどを含む１、２族金属元素、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｙ、Ｔａ、Ｖ、Ｃｄ、Ｙ、Ｔａ、Ｖ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｅ、Ｗ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ａｕなどを含む遷移金属元素、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｐｍなどを含むランタニド族またはアクチニド族元素、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎなどを含む１３族元素、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂなどを含む１４族元素、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉなどを含む１５族元素及びＳ、Ｓｅ、Ｔｅなどを含む１６族元素よりなる群から選択された１種の金属；０＜ｘ≦２０、０＜ｙ≦２０、０＜ｚ≦２０)などが挙げられる。
【００３９】
金属酸化物の例は、ＭｘＯｙ（Ｍｘ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｇｅ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｒａなどを含む１、２族金属元素、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｙ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕなどを含む遷移金属元素、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎなどを含む１３族元素、Ｓｎ、Ｐｂなどを含む１４族元素、Ｂｉなどを含む１５族元素及びＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｌａ、Ｔｈ、Ｐａ、Ｕ、Ａｍ、Ｃｍ、Ｂｋ、Ｃｆ、Ｅｘ、Ｆｍ、Ｍｄ、Ｎｏ、Ｌｒなどを含むランタニド族またはアクチニド族元素よりなる群から１種以上選択される金属；０＜ｘ≦２０、０＜ｙ≦２０）が挙げられる。
【００４０】
磁性合金の例は、ＭｘＭｙ（Ｍｘ＝Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍｏなどを含む遷移金属元素、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｓｍなどを含むランタニド族またはアクチニウム族元素の中から１種以上選択される元素；Ｍｙ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｇｅ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｒａなどを含む１、２族金属元素、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｔｃ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕなどを含む遷移金属元素、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎなどを含む１３族元素、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎなどを含む１４族元素、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉなどを含む１５族元素、Ｓ、Ｔｅ、Ｓｅなどを含む１６族元素及びＣｅ、Ｐｒ、Ｎｂ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｐａ、Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃｍ、Ｂｋ、Ｃｆ、Ｅｘ、Ｆｍ、Ｍｄ、Ｎｏ、Ｌｒなどを含むランタニド族またはアクチニド族元素の中から１種以上選択される元素；０＜ｘ≦２０、０＜ｙ≦２０）が挙げられる。
【００４１】
“多成分混成構造体”とは、前述した磁性物質、金属酸化物及び磁性合金よりなる群から選択された２種以上のナノ粒子を含むか、または前述した磁性物質、金属酸化物及び磁性合金よりなる群から選択された１種のナノ粒子と半導体（Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌなどを含む１３族元素、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇなどを含む１２族元素、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂなどを含む１４族元素、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉなどを含む１５族元素及びＯ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐｏなどを含む１６族元素の中から選択される２種以上元素で選択され、構成された半導体）、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｗ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒなどの遷移金属、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎなどの１３族物質、Ｃ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｐｂなどの１４族物質、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉなどの１５族物質及びＳｅ、Ｔｅ、Ｐｏなどの１６族物質よりなる群から選択された１種以上のナノ粒子が挙げられる。
【００４２】
一方、本発明で、“水不溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子”とは疎水性表面安定剤でコートされたナノ粒子を意味する。通常、高温有機溶媒相合成法で製造されたナノ粒子は、疎水性表面安定剤でコートされているため、水不溶性を示す。上記表面安定剤は磁性または金属酸化物ナノ粒子の状態とサイズを安定化させることができる有機機能性分子を意味する。代表的な例は界面活性剤が挙げられる。
【００４３】
本発明で、“水溶性磁性または水溶性金属酸化物ナノ粒子”とは相転移(phase transfer)を介して上記水不溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子表面にコートされていた疎水性表面安定剤層が、本発明に係る水溶性の相転移リガンド(hydrophilic ligand)層で置換され、水溶性の相転移リガンドでコートされることによって、水溶液から安定的に溶解及び分散され得ることを特徴とするナノ粒子を意味する。
【００４４】
本発明において、水不溶性ナノ粒子の水溶性ナノ粒子への転換は、相転移リガンドにより達成される。本発明で、“相転移リガンド”とは付着領域（ＬＩ）だけでできているか、付着領域−交差連結領域（ＬＩＩ）（ＬＩ−ＬＩＩ）または付着領域−活性成分結合領域（ＬＩＩＩ）（ＬＩ−ＬＩＩＩ）からなっていてもよい。以下、相転移リガンドの各領域を具体的に説明する。
【００４５】
上記“付着領域”は、ナノ粒子と付着する官能基を含む相転移リガンドの一部分を意味する。本発明の水溶性磁性または水溶性金属酸化物ナノ粒子において、磁性または金属酸化物ナノ粒子が相転移リガンドでコートされるものはナノ粒子と付着領域間の化学結合によるものである。このような化学結合は、特に制限的ではなく、例えば、配位結合、共有結合、水素結合、ファンデルワールス結合、またはイオン結合であってよい。従って、付着領域はナノ粒子をなす物質と親和性の高い官能基を含むことが好ましく、ナノ粒子をなす物質によって多様に選択される。付着領域は官能基として、例えば−ＣＯＯＨ、−ＮＨ２、−ＳＨ、−ＳＳ−、−ＣＯＮＨ２、−ＰＯ３Ｈ、−ＰＯ４Ｈ２、−ＰＯ２（ＯＲ１）（ＯＲ２）（Ｒ１、Ｒ２＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、ＳＯ３Ｈ、−ＳＯ４Ｈ、−ＮＯ２、−ＣＨＯ、−ＣＯＳＨ、−ＣＯＸ、−ＣＯＯＣＯ−、−ＣＯＲＣＯ−（Ｒ＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＣＯＯＲ、−ＣＯＮＨ−、−ＣＮ、−ＮＲＯＨ（Ｒ＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＮＲ１ＮＲ２Ｒ３（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＣＯＮＨＮＲ１Ｒ２（Ｒ１、Ｒ２＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＮＲ１Ｒ２Ｒ３Ｘ（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）及び−ＯＨよりなる群から選択された
官能基を含んでいても良い。付着領域は相転移リガンドの必須不可欠な領域であり、前述するように、相転移リガンドは付着領域だけで構成されていてもよい。
【００４６】
上記“交差連結領域”は、近接した相転移リガンドと交差連結しうる官能基を含む相転移リガンドの一部分を意味する。ここで、“交差連結”とは一つの相転移リガンドが近接して位置した他の相転移リガンドと分子間相互作用（intermolecular interaction）で結合されることを意味する。上記分子間相互作用の種類［例、水素結合、共有結合（例、ジスルフィド結合）、イオン結合、配位結合等］は特に制限的でないため、交差連結しうる官能基は目的の分子間相互作用の種類によって多様に選択され得る。交差連結領域は、例えば、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ２、−ＳＨ、−ＣＯＮＨ２、−ＰＯ３Ｈ、−ＰＯ４Ｈ２、−ＰＯ２（ＯＲ１）（ＯＲ２）（Ｒ１、Ｒ２＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、ＳＯ３Ｈ、−ＳＯ４Ｈ、−ＮＯ２、−ＣＨＯ、−ＣＯＳＨ、−ＣＯＸ、−ＣＯＯＲ、−ＣＯＮＨ−、−ＣＮ、−ＮＲＯＨ（Ｒ＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＮＲ１ＮＲ２Ｒ３（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＣＯＮＨＮＲ１Ｒ２（Ｒ１、Ｒ２＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＮＲ１Ｒ２Ｒ３Ｘ（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＯＨ、−ＳＣＯＣＨ３、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＳＣＮ、−ＮＣＯ、−ＯＣＮ、−エポキシ、−ヒドラゾン、−アルケンまたは−アルキンを官能基として含む。交差連結領域は、必要に応じて（例：安定性増加）相転移リガンドに含まれるが、交差連結領域無しにも磁性または金属酸化物ナノ粒子が水溶
液で安定の場合には含まれないこともある。
【００４７】
上記“活性成分結合領域”は、活性成分と付着しうる官能基を含む相転移リガンドの一部分、好ましくは、上記付着領域と反対側に位置した末端を意味する。上記活性成分結合領域の官能基は、活性成分の種類及びその一般式によって変わることがある（表１参照）。本発明で活性成分結合領域は、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ２、−ＳＨ、−ＣＯＮＨ２、−ＰＯ３Ｈ、−ＰＯ４Ｈ２、−ＰＯ２（ＯＲ１）（ＯＲ２）（Ｒ１、Ｒ２＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、ＳＯ３Ｈ、−ＳＯ４Ｈ、−ＮＯ２、−ＣＨＯ、−ＣＯＳＨ、−ＣＯＸ、−ＣＯＯＲ、−ＣＯＮＨ−、−ＣＮ、−ＮＲＯＨ（Ｒ＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＮＲ１ＮＲ２Ｒ３（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＣＯＮＨＮＲ１Ｒ２（Ｒ１、Ｒ２＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＮＲ１Ｒ２Ｒ３Ｘ（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＯＨ、−ＳＣＯＣＨ３、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＳＣＮ、−ＮＣＯ、−ＯＣＮ、−エポキシ、−ヒドラゾン、−アルケンまたは−アルキンが挙げられるが、これに制限されるものではない。活性成分結合領域は必要に応じて（例：他の生体及び化学活性物質との結合)相転移リガンドに含まれ得るが、水溶性ナノ粒子の用途が異なる物質との結合を必要としない場合には、含まれない。
【００４８】
【表１】
2009529004.tif 000003
【００４９】
本発明に係る水溶性ナノ粒子を製造において、上記の付着領域、交差連結領域、活性成分結合領域に必要な官能基を本来保有した化合物を相転移リガンドとして利用することができるが、当業界に公知された化学反応を介して上記のような官能基を備えるように変形または製造された化合物を相転移リガンドとして利用することができる。
【００５０】
本発明で、好ましい相転移リガンドの一つの様態はタンパク質である。タンパク質は、ペプチドより多くのアミノ酸、即ち、数百〜数十万個のアミノ酸からなるポリマーであり、両末端に−ＣＯＯＨと−ＮＨ２官能基を保有しているだけでなく、数十個の−ＣＯＯＨ、−ＮＨ２、−ＳＨ、−ＯＨ、−ＣＯＮＨ２などを含んでいる。これによって、タンパク質は自然的に付着領域及び活性成分結合領域（ＬＩ−ＬＩＩＩ）を含むか、付着領域及び交差連結領域（ＬＩ−ＬＩＩ）を含むので、本発明の相転移リガンドとして有効に利用できる。相転移リガンドとして好ましいタンパク質の代表的な例は、構造タンパク質、貯蔵タンパク質、運搬タンパク質、ホルモンタンパク質、レセプタータンパク質、収縮タンパク質、防御タンパク質、酵素タンパク質などがある。さらに具体的にいうと、アルブミン類、抗体類、二次抗体類、抗原、血色素（ヘモグロビン）、ストレプトアビジン、ミオシン、シトクロム、グリシニン、ヘパリン、アビジン、プロテインＡ、プロテインＧ、プロテインＳ、免疫グロブリン、レクチン、セレクチン、アンジオポイエチン、抗癌タンパク質、抗生タンパク質、ホルモン拮抗タンパク質、インターロイキン、インターフェロン、成長因子タンパク質、腫瘍壊死因子タンパク質、エンドトキシンタンパク質、リンホトキシンタンパク質、組織プラスミノゲン活性剤、ウロキナーゼ、ストレプトキナーゼ)、プロテアーゼ阻害剤、アルキルホスホコリン、界面活性剤、心血管系薬物タンパク質、神経系薬物タンパク質、胃腸管系薬物タンパク質などが挙げられる。
【００５１】
本発明において、好ましい相転移リガンドは脂質である。脂質は疎水性と親水性構造の両方を有する生体物質であり、疎水性ナノ粒子の表面に疎水性引力を介して表面をコートすることによって、磁性及び金属酸化物ナノ粒子を安定的に水溶液内に分散させることができる。相転移リガンドとして好ましい脂質の代表的な例は、脂肪酸、ステロイド、テルペノイド、リン脂質、糖脂質、脂肪タンパク質がある。具体的には、末端が−ＰＯ４Ｈ、−ＳＨ、−ＮＨ２、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＲ、−ＳＯ２ＯＲ、または−ＯＨを有する単純脂質あるいはその複合体である。
【００５２】
本発明で好ましい相転移リガンドの他の様態は糖である。糖には、単糖類、二糖類、オリゴ糖類、多糖類などが含まれる。糖は多くの−ＯＨ官能基を含んでおり、付着領域、交差連結領域及び活性成分結合領域として使用できる。化学反応を介して−ＯＨ官能基を他の種類（例：−ＳＨ、−ＮＨ２）の官能基で容易に置換できるため、有用な相転移リガンドとして用いることができる。本発明で好ましい糖類の代表的な例には、グルコース、マノオース、フコース、Ｎ−アセチルグルコミン、Ｎ−アセチルガラクトサミン、Ｎ−アセチルノイラミン酸、フルクトース、果糖、キシロース、ソルビトール、スクロース、マルトース、グリコアルデヒド、ジヒドロキシアセトン、エリトロース、エリスルロース、アラビノース、キシロース、キシルロース、フラクトース、ラクトース、マルトース、トレハロース、メリビオース、セロビオース、ラフィノース、メレジトース、マルトリオース、スタキオース、スクロドース（schrodose）、キシラン、アラバン、ヘキソサン、フルクタン、ガラクタン、マンナン、アガロペクチン、アルギン酸、カラギーナン、ヘミセルロース、デキストラン、カルボデキストラン、澱粉、ヒプロメロース、セルロース、アミロース、ジオキシアセトン、グリセリンアルデヒド、キチン、アガロース、デキストリン、リボース、リブロース、ガラクトース、カルボキシメチルセルロース及びグリコーゲンなどが挙げられる。
【００５３】
本発明で好ましい相転移リガンドのさらに別の様態はペプチドである。ペプチドは、数個のアミノ酸からなるオリゴマーであり、両末端に、−ＣＯＯＨと−ＮＨ２官能基を有し、自然的に付着領域及び活性成分結合領域（ＬＩ−ＬＩＩＩ）を含むようになるので、本発明の相転移リガンドとして有効に用いられる。また、一部のアミノ酸は、−ＳＨ、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ２、−ＣＯＮＨ２、−ＮＨＣＮＨ２（Ｎ＋Ｈ２）、−ＣＮＨＣＨ（Ｎ＋Ｈ２）ＣＨ−または−ＯＨを、側鎖に有している。このようなアミノ酸を含むペプチドは、付着領域及び交差連結領域（ＬＩ−ＬＩＩ）からなる相転移リガンドとして利用され得る。
【００５４】
本発明で好ましい相転移リガンドのさらに別の様態は核酸である。核酸は多数のヌクレオチドからなるポリマーであり、両末端に−ＰＯ４Ｈと−ＯＨ官能基を有しているため、自然的に付着領域及び活性成分結合領域（ＬＩ−ＬＩＩＩ）を含むか、付着領域及び交差連結領域（ＬＩ−ＬＩＩ）を含むので、本発明の相転移リガンドとして有効に用いられる。核酸は、場合に応じて、３’−末端または５’−末端または側鎖に、―ＰＯ４Ｈ、−ＳＨ、−ＮＨ２、−ＣＯＯＨ、−ＯＨの官能基を持つように変形されることが適している。
【００５５】
本発明で好ましい相転移リガンドのさらに別の様態は化学単分子である。化学単分子は、末端あるいは側鎖に、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ２、−ＳＨ、−ＳＳ−、−ＣＯＮＨ２、−ＰＯ３Ｈ、−ＰＯ４Ｈ２、−ＰＯ２（ＯＲ１）（ＯＲ２）（Ｒ１、Ｒ２＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、ＳＯ３Ｈ、−ＳＯ４Ｈ、−ＮＯ２、−ＣＨＯ、−ＣＯＳＨ、−ＣＯＸ、−ＣＯＯＣＯ−、−ＣＯＲＣＯ−（Ｒ＝ＣｌＨｍ、０≦ｌ≦３、０≦ｍ≦２ｌ＋１）、−ＣＯＯＲ、−ＣＮ、−Ｎ３、−Ｎ２、−ＮＲＯＨ（Ｒ＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＮＲ１ＮＲ２Ｒ３（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＣＯＮＨＮＲ１Ｒ２（Ｒ１、Ｒ２＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＮＲ１Ｒ２Ｒ３Ｘ（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３＝ＣｓＨｔＮｕＯｗＳｘＰｙＸｚ、Ｘ＝−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、０≦ｓ≦１０、０≦ｔ≦２（ｓ＋ｕ）＋１、０≦ｕ≦２ｓ、０≦ｗ≦２ｓ、０≦ｘ≦２ｓ、０≦ｙ≦２ｓ、０≦ｚ≦２ｓ）、−ＯＨ、−ＳＣＯＣＨ３、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＳＣＮ、−ＮＣＯ、−ＯＣＮ、−エポキシ、−ヒドラゾン、−アルケン及び−アルキンの基を含む。
【００５６】
好ましい一つの様態は、テトラアルキルアンモニウムハライド（ＮＲ４＋Ｘ−）（Ｒ＝ＣｐＨｑＯｒＮｓＳｔ、０≦ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ≦１０、Ｘ＝Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）化合物である。上記化合物は付着領域（ＬＩ）のみからなる相転移リガンドの代表的な例である。また他の様態は、ジメルカプトコハク酸が挙げられる。ジメルカプトコハク酸は−ＳＨと−ＣＯＯＨ官能基を同時に有しており、付着領域及び活性成分結合領域からなる相転移リガンドとして利用できる。本発明者の既存特許出願（大韓民国特許出願第２００４−００７０３０３号及び第２００４−００７０３０４号）には、ジメルカプトコハク酸を酸化させることによって交差連結を含んでいたが、本発明で、ジメルカプトコハク酸は二重スルフィド結合を還元させることによって交差連結領域が除去された相転移リガンドとして使用する。さらに別の化学単分子の好ましい様態は、カルボキシアルキルテトラアルキルアンモニウムハライド（ＣＯＯＨ（ＣＨ２）ｎＮＲ４＋Ｘ−）（Ｒ＝ＣｐＨｑＯｒＮｓＳｔ、０≦ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ≦１０、Ｘ＝Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、カルボキシアルキルリン酸（ＣＯＯＨ（ＣＨ２）ｎＰＯ４Ｈ）（０≦ｎ≦１０）、カルボキシアルキルチオール（ＣＯＯＨ（ＣＨ２）ｎＳＨ、０≦ｎ≦１０）、メルカプトコハク酸、ジメルカプトコハク酸、メルカプトマレイン酸、ジメルカプトマレイン酸、メルカプトペンタジオン酸、ジメルカプトペンタジオン酸などが含まれるが、これに制限されるものではない。
【００５７】
本発明で好ましい相転移リガンドのさらに別の様態は高分子である。高分子は種々付着領域を構成する様々な官能基を有している。必要に応じて、交差連結領域及び活性成分結合領域を有しえる。高分子の例には、ポリホスファゼン、ポリアクリル酸、ポリラクチド、ポリラクチド−コ−グリコリド、ポリカプロラクトン、ポリカプロラクタム、ポリアンハイドライド、ポリリンゴ酸及びその誘導体、ポリアルキルシアノアクリレート、ポリヒドロオキシアルキレート、ポリカルボネート、ポリオルトエステル、ポリエチレングリコール、ポリ-Ｌ−リシン、ポリグリコリド、ポリメチルメタアクリレート、ポリビニールピロリドンなど及びこれらの共重合体が挙げられる。
【００５８】
一方、本発明に係る相転移リガンドの活性成分結合領域と結合する“活性成分”は、水溶性ナノ粒子の用途によって多様に選択することができ、例えば、生体活性成分、高分子または無機支持体を含むことができる。
【００５９】
上記生体活性成分の例には、核酸、ペプチド、分子認識化学分子及び生体分子、信号伝達化学分子及び生体分子、酵素化学分子及び生体分子、構造制御化学分子及び生体分子、貯蔵化学分子及び生体分子、運搬化学分子及び生体分子、ホルモン化学分子及び生体分子、分解化学分子及び生体分子、レセプタータンパク質、収縮タンパク質、防御タンパク質、酵素タンパク質、胃腸管系薬物、心血管系薬物、神経系薬物のような薬剤学的活性成分などが挙げられる。より具体的には、抗原、ＲＮＡ、ＤＮＡ、ハプテン、血色素、ヘパリン、アビジン、ニュートラアビジン、ストレプトアビジン、プロテインＡ、プロテインＧ、レクチン、セレクチン、アプタマー、抗癌剤、抗生剤、ホルモン、ホルモン拮抗剤、インターロイキン、インターフェロン、成長因子、腫瘍壊死因子、エンドトキシン、リンホトキシン、組織プラスミノゲン活性剤、ウロキナーゼ、ストレプトキナーゼ、プロテアーゼ阻害剤、アルキルホスホコリン、酸化−還元酵素、分解酵素、異性質化酵素、合成酵素、酵素共因子（enzyme cofactor）、酵素抑制剤(enzyme inhibitor)などが挙げられる。
【００６０】
上記活性成分としての高分子の例は、ポリホスファゼン、ポリラクチド、ポリラクチド−コ−グリコリド、ポリカプロラクトン、ポリ−Ｌ−リシン、ポリカプロラクタム、ポリアンハイドライド、ポリカルボネート、ポリリンゴ酸及びその誘導体、ポリアルキルシアノアクリレート、ポリオルトエステル、ポリエチレングリコール、ポリヒドロオキシアルキレート、ポリグリコリド、ポリメチルメタアクリレート、ポリバーイニルピロリドンなどが挙げられる。
【００６１】
上記活性成分としての無機支持体には、金属酸化物（Ｌｉ、Ｎａ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｇｅ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｒａなどを含む１、２族金属元素、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｙ、Ｔｃ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｄ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕなどを含む遷移金属元素、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎなどを含む１３族元素、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｎ、Ｐｂなどを含む１４族元素、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉなどを含む１５族元素、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｌａ、Ｔｈ、Ｐａ、Ｕ、Ａｍ、Ｃｍ、Ｂｋ、Ｃｆ、Ｅｘ、Ｆｍ、Ｍｄ、Ｎｏ、Ｌｒなどを含むランタニド族またはアクチニド族元素よりなる群から１種以上選択された元素で構成された金属酸化物)、半導体(Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌなどを含む１３族元素、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇなどを含む１２族元素、C、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂなどを含む１４族元素、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉなどを含む１５族元素、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐｏなどを含む１６族元素の中から２種以上選択された元素で構成された半導体)、炭素物質、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｗ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｃｄ、Ｔａ、Ｒｅなどの遷移金属物質、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎなどの１３族元素物質、Ｃ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｐｂなどの１４族元素物質が挙げられるが、これに制限されるものではない。
【００６２】
本発明の水溶性磁性または水溶性金属酸化物ナノ粒子は、一つの様態として、（１）水不溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子を有機溶媒で合成する工程；（２）上記水不溶性磁性または金属ナノ粒子を第１溶媒に溶解して相転移リガンドを第２溶媒に溶解する工程；（３）上記工程（２）で得られた２つ溶液を混合して水不溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子の表面を相転移リガンドで置換させる工程；を含む水溶性磁性または水溶性金属酸化物ナノ粒子の製造方法を経て製造できる。
【００６３】
上述した製造方法の工程（１）は、水不溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子の製造方法に関するものである。本発明では、一様態として表面安定剤を含む１０〜６００℃の有機溶媒にナノ粒子前駆物質を投入し、目的のナノ粒子を製造するのに適した温度及び時間を保持し、上記ナノ粒子前駆物質を化学反応してナノ粒子を成長させた後、このように形成されたナノ粒子を分離及び精製する工程を経て製造することができる。
【００６４】
ここで、有機溶媒には、ベンゼン系溶媒（例えば、ベンゼン、トルエン、ハロベンゼン等）、炭化水素溶媒（例えば、オクタン、ノナンデカン等)、エーテル系溶媒（例えば、ベンジルエーテル、フェニルエーテル、炭化水素エーテル等）、ポリマー溶媒、イオン性液体が挙げられるが、これに制限されるものではない。
【００６５】
上記製造方法の工程（２）では、前工程で製造された磁性または金属酸化物ナノ粒子を第１溶媒に溶解する一方、相転移リガンドを第２溶媒に溶解する。上記第１溶媒には、ベンゼン系溶媒（例えば、ベンゼン、トルエン、ハロベンゼン等）、炭化水素溶媒（例えば、ペンタン、ヘキサン、ノナンデカン等）、エーテル系溶媒（例えば、ベンジルエーテル、フェニルエーテル、炭化水素エーテル等）、ハロ炭化水素（例えば、塩化メチレン、臭素化メタン等）、アルコール類（例えば、メタノール、エタノール等）、スルホキシド系溶媒（例、ジメチルスルホキシド等）、アミド系溶媒（例、ジメチルホルムアミド等）、イオン性液体などが挙げられる。上記第２溶媒には上述した第１溶媒として用いられた溶媒の他にも水を使用できる 。
【００６６】
上記製造方法の工程（３）では、上記２つ溶液が混合される。この時、磁性または金属酸化物ナノ粒子の有機性表面安定剤が相転移リガンドで置換されながら、本発明に係る水溶性磁性または金属酸化物ナノ粒子が生成される（図１参照）。このように生成された水溶性磁性または水溶性金属酸化物ナノ粒子は、当業界に公知された方法を利用して分離することができる。一般に、水溶性ナノ粒子は沈澱物として生成されるため、遠心分離または濾過を利用して分離することが好ましい。
【００６７】
さらに、工程（３）を介して分離された相転移リガンドでコートされた磁性または金属酸化物ナノ粒子に水または緩衝溶液を添加すれば、ｐＨ１〜１１及び約１Ｍ以下の塩濃度条件下で凝集することなく、よく分散される水溶性磁性及び水溶性金属酸化物ナノ粒子を収得することができる。
【００６８】
本発明に係る水溶性の磁性及び水溶性金属酸化物ナノ粒子は、物質の分離と検出、疾患の診断と治療、細菌及び汚染物質の分解など様々な分野で使用できる。
【００６９】
本発明に係る水溶性の磁性及び金属酸化物ナノ粒子は、タンパク質、抗原、ペプチド、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ウイルスなどの様々な生体分子または揮発性有機化合物、ＮＯｘ、ＣＯｘ、内分泌かく乱物質（ダイオキシン類、ＤＤＴ、フェノール類、フタルレート類、スチレン二量体、ベンゾピレン等）、多環芳香族炭化水素などを含む化学物質を検出しうるプローブ物質として作用する。この時、用いることができる磁気バイオセンサーは、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）、透過磁気抵抗（ＴＭＲ）、超巨大磁気抵抗（ＣＭＲ）、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）、磁気力原子顕微鏡（ＭＦＭ）、超電導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）、磁気光学的カー効果（ＭＯＫＥ）装置、カンチレバー、修飾振動子微量秤（ＱＣＭ）、磁気共鳴映像（ＭＲＩ）及び電気化学センサーなどが用いられるが、これらに制限されるのではない。
【００７０】
特に、本発明に係る水溶性の磁性及び金属ナノ粒子は、外部磁場との相互作用（interaction）を利用して、様々な生体分子及び化学物質の分離にも応用できる。また、磁性マイクロ流体センサーに応用されて生体分子を分離及び検出することができる。
【００７１】
本発明に係る水溶性の磁性及び水溶性金属酸化物ナノ粒子は、腫瘍特異的生体活性物質と結合するか、または結合することなく、生体内に注入され、周辺の水分子のスピン弛緩速度を変化させることによって、ＭＲ信号を変化させて、診断効果を向上させる分子磁気共鳴映像の診断プローブ(probe)として使用できる。
【００７２】
本発明に係る水溶性の磁性及び金属酸化物ナノ粒子は、外部磁場によって誘導された薬物または遺伝子の伝達を介した生体治療にも使用できる。上記伝達薬物は、胃腸管系薬物、心血管系薬物、神経系薬物のような薬剤学的活性成分などが含まれており、具体的には、抗癌剤、抗生剤、ホルモン、ホルモン拮抗剤、インターロイキン、インターフェロン、成長因子、腫瘍壊死因子、エンドトキシン、リンホトキシン、組織プラスミノゲン活性剤、プロテアーゼ阻害剤、ウロキナーゼ、ストレプトキナーゼ、アルキルホスホコリンなどを含むが、これらに制限されるものではない。
【００７３】
また、本発明に係る水溶性の磁性及び金属酸化物ナノ粒子は、ナノ粒子で発生された熱を利用して高温治療に使用できる。例えば、磁性ナノ粒子の場合、外部のラジオ周波数の交流電流を流せば、スピンフリッピング(flipping)を介して磁性スピンエネルギーが生成され、高温治療に使用することができる。
【００７４】
また、本発明に係る水溶性の磁性及び金属酸化物ナノ粒子は、身体内に移植され、身体一部の機能を代替する目的で使われる。
【００７５】
一方、本発明に係る水溶性金属酸化物ナノ粒子は、光電子触媒効果を利用して癌細胞を死滅させ、癌治療に使用でき、細菌及びホルムアルデヒド、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの多環芳香族炭化水素、揮発性有機物質などを含む各種細菌及び汚染物質の分解のために用いられる。
【実施例】
【００７６】
以下、本発明は下記実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明の要旨によって本発明の範囲がこれらの実施例によって何ら制限されるものではないことは、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者にとって自明なことであろう。
【００７７】
実施例１：ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子の製造
水不溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子は、本発明の発明者が既に出願したことのある大韓民国特許出願第２００４−００７０３０３号及び第２００４−００７０３０４号に開示された技術によって合成された。得られたナノ粒子は、いずれも約１２ｎｍサイズであり、意図した通りに合成されており、均一なサイズ分布度を示し、高い結晶性を有していることが確認された（図２）。
【００７８】
上記水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散させ、５分程度均一に混合した。以降、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。ＢＳＡ１０ｍｇを、１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合し、ＢＳＡでコートされた酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを用いて反応しないＢＳＡを除去することによって、純粋なＢＳＡでコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を得ることができた。
【００７９】
実施例２：ヒト血清アルブミン（ＨＳＡ、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子の製造
水不溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子としては、上記実施例１と同じ酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。ＨＳＡ１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してＨＳＡでコートされた酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないＨＳＡを除去することによって、純粋なＨＳＡでコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を得ることができた。
【００８０】
実施例３：ヒト免疫グロブリンＧ（ｈＩｇＧ、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子の製造
水不溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子は実施例１と同じ酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。ｈＩｇＧ１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物に個運号してｈＩｇＧでコートされた酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないｈＩｇＧを除去することによって、純粋なｈＩｇＧでコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を得ることができた。
【００８１】
実施例４：ニュートラアビジン（Ｎｔｖ、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子の製造
水不溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子としては実施例1と同じ酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。Ｎｔｖ１０mgを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合し、Ｎｔｖがコートされた酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないＮｔｖを除去することによって、純粋なＮｔｖでコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を得ることができた。
【００８２】
実施例５：血色素（Hemoglobin、ＬＩ−ＬＩＩＩ)でコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子の製造
水不溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子としては実施例1と同じ酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。血色素１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合して血色素がコートされた酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しない血色素を除去することによって、純粋な血色素でコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を得ることができた。
【００８３】
実施例６：ヘパリン（Heparin、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子の製造
水不溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子としては実施例1と同じ酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。ヘパリン１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してヘパリンがコートされた酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないヘパリンを除去することによって、純粋なヘパリンでコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を得ることができた。
【００８４】
実施例７：デキストラン（ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子の製造
水不溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子としては実施例1と同じ酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。分子量１０，０００Ｄａのデキストラン１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してデキストランがコートされた酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないデキストランを除去することによって、純粋なデキストランでコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を得ることができた。
【００８５】
実施例８：ヒプロメロース（ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子の製造
水不溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子としては実施例1と同じ酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。分子量８０，０００Ｄａのヒプロメロース１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してヒプロメロースでコートされた酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないヒプロメロースを除去することによって、純粋なヒプロメロースでコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を得ることができた。
【００８６】
実施例９：カルボキシメチルセルロース（ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子の製造
水不溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子は実施例1と同じ酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。分子量９０，０００Ｄａのカルボキシメチルセルロース１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してカルボキシメチルセルロースでコートされた酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないカルボキシメチルセルロースを除去することによって、純粋なカルボキシメチルセルロースでコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を得ることができた。
【００８７】
実施例１０：ポリビニルアルコール（ＰＶＡ、ＬＩ）でコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子の製造
水不溶性酸化鉄ナノ粒子としては実施例1と同じ酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。分子量１０，０００ＤａのＰＶＡ１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してＰＶＡでコートされた酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないＰＶＡを除去することによって、純粋なＰＶＡでコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を得ることができた。
【００８８】
実施例１１：ポリエチレングリコール−ポリアクリル酸（ＰＡＡ−ＰＥＧ、ＬＩ−ＬＩＩ）でコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子の製造
まず、ＰＡＡ−ＰＥＧ高分子は下記方法で製造された。分子量２，０００ＤａのＰＡＡ０．７２ｇを１０ｍＬのジクロロメタン溶液に溶かした後、Ｎ−ヒドロキシスクシニミド（ＮＨＳ）０．８ｇを添加した。ここにジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）１．１ｇを添加した後、２４時間反応した。このように得られたＮＨＳで修飾されたＰＡＡを、カラムクロマトグラフィーを介して分離した後、溶媒を除去して白色固体を得た。上記白色固体０．８ｇをＤＭＦ溶液に溶かした後、２ｇのＮＨ２−ＰＥＧ−ＯＨを入れ、２４時間反応して、５０％ＰＥＧが置換されたＰＥＧ−ＰＡＡが得られた。
【００８９】
水不溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子としては実施例1と同じ酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬのＰＡＡ−ＰＥＧが溶解されているエタノール溶液（５ｍｇ／ｍＬ）に分散し、１０時間程度均一に混合した。その後、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。上記沈澱物を１ｍＬ脱イオン水に溶かしてＰＡＡ−ＰＥＧでコートされた酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないＰＡＡ−ＰＥＧを除去することによって、純粋なＰＡＡ−ＰＥＧでコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を得ることができた。
【００９０】
実施例１２：交差連結が排除されたジメルカプトコハク酸（ＤＭＳＡ、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子の製造
水不溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子としては実施例1と同じ酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を使用した。得られた水不溶性ナノ粒子５ｍｇを１ｍＬのトルエンに溶解した後、上記トルエン溶液に２０ｍｇの２、３-メルカプトコハク酸（ＤＭＳＡ）が溶解された０．５ｍＬのメタノールを添加した。約２４時間が経過すれば、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を室温から５分間２０００ｒｐｍで遠心分離し、分離した後、１ｍＬ脱イオン水に再分散し、ＤＭＳＡでコートされた酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｄｅｘ  Ｇ−２５カラムを利用し反応しないジメルカプトコハク酸を除去することによって、純粋なＤＭＳＡでコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を得ることができた。
【００９１】
実施例１３：テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＬＩ）でコートされた酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子の製造
水不溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子は実施例１と同様の方法で合成された。得られた各ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した後、１ｍＬ脱イオン水に再分散した。それにより、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドでコートされた酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を得ることができた。
【００９２】
実施例１４：相転移リガンドでコートされた水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子の水溶液中での安定性分析
ａ．水溶液中での溶解度分析
上記実施例１で使用した水不溶性ナノ粒子をクロロメタンに溶解した後、水を付加する一方、実施例１〜１３で製造された水溶性酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子を水に溶解した後、ヘキサンを付加してナノ粒子の表面置換反応による溶解度変化を分析した。
【００９３】
図３、５、７、９、１１、１３に示されるように，それぞれの水不溶性ナノ粒子が全て水溶性ナノ粒子に変化されたことを確認することができた。また、肉眼で観察した時、沈澱または凝集が発生されなかったので、上記水溶性ナノ粒子が水溶液でよく分散されることが分かった。
【００９４】
ｂ．ｐＨ及び塩濃度変化による安定性分析
実施例１〜１３で合成された水溶性ナノ粒子のｐＨ及び塩に対する安定性を分析した。特に、本発明に係るナノ粒子の安定性と従来方法で得られた水溶性ナノ粒子の安定性を比較するために、ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）でコートされた金ナノ粒子（ＷＯ２００２／００４１８２６）とＣＴＡＢでコートされた金ナノ粒子（ＵＳ２００５／０１６５１２０）を対照群として分析した。
【００９５】
図４、６、８、１０、１２、１４の（ａ）に示されるように、全ての水溶性ナノ粒子は２００ｍＭのＮａＣｌ濃度で安定しており、特にＢＳＡ−酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子、ＨＳＡ−酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子、Ｎｔｖ−酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子、ヘモグロビン−酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子、ヘパリン酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子、デキストラン−酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子、ヒプロメロース−酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子、カルボキシメチルセルロース−酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子、ＰＶＡ−酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子、PAA-PEG-酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子は１Ｍ以上の濃度でも安定していることを示した。これとは反対に、既存特許に公知された方法で得られた対照群として使用されたＤＭＡＰ−Ａｕ、ＣＴＡＢ−Ａｕナノ粒子はＮａＣｌ２００ｍＭ濃度で沈澱されることが分かる。
【００９６】
また、図４、６、８、１０、１２、１４の（ｂ）に示されるように、全ての水溶性ナノ粒子はｐＨ７〜９で安定しており、特にＢＳＡ−酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子、ＨＳＡ−酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子、Ｎｔｖ−酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子、ヘモグロビン−酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子、ヘパリン酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子、デキストラン−酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子、カルボキシメチルセルロース−酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子、ＰＶＡ−酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子はｐＨ１〜１１でも安定していることを示した。反面に、ＤＭＡＰ−ＡｕはｐＨ１〜７で不安定であり、沈澱を形成することが確認され、低いｐＨ安定性を示していることが分かった。
【００９７】
実施例１５：ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性酸化マンガンナノ粒子の製造
水不溶性酸化マンガンナノ粒子は本発明の発明者が既に出願した大韓民国特許第６０４９３５号に開示された技術によって合成された。得られたナノ粒子はいずれも膜厚７ｎｍ、長さ１５ｎｍサイズであり、意図した通りに合成され、均一なサイズ分布度を示し、高い結晶性を有することが確認された（図１５）。
【００９８】
上記水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。ＢＳＡ１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してＢＳＡでコートされた酸化マンガンナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないＢＳＡを除去することによって、純粋なＢＳＡでコートされた水溶性酸化マンガンナノ粒子を得ることができた。
【００９９】
実施例１６：ヒト血清アルブミン（ＨＳＡ、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性酸化マンガンナノ粒子の製造
水不溶性酸化マンガンナノ粒子としては上記実施例１５と同じ酸化マンガンナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。ＨＳＡ１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してＨＳＡでコートされた酸化マンガンナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないＨＳＡを除去することによって、純粋なＨＳＡでコートされた水溶性酸化マンガンナノ粒子を得ることができた。
【０１００】
実施例１７：ヒト免疫グロブリンＧ（ｈＩｇＧ、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性酸化マンガンナノ粒子の製造
水不溶性酸化マンガンナノ粒子は実施例１５と同じ酸化マンガンナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。ｈＩｇＧ１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してｈＩｇＧでコートされた酸化マンガンナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないｈＩｇGを除去することによって、純粋なｈＩｇＧでコートされた水溶性酸化マンガンナノ粒子を得ることができた。
【０１０１】
実施例１８：ニュートラアビジン（Ｎｔｖ、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性酸化マンガンナノ粒子の製造
水不溶性酸化マンガンナノ粒子としては実施例１５と同じ酸化マンガンナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。Ｎｔｖ１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してＮｔｖがコートされた酸化マンガンナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないＮｔｖを除去することによって純粋なＮｔｖでコートされた水溶性酸化マンガンナノ粒子を得ることができた。
【０１０２】
実施例１９：デキストラン（ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性酸化マンガンナノ粒子の製造
水不溶性酸化マンガンナノ粒子としては実施例１５と同じ酸化マンガンナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。分子量１０，０００Ｄａのデキストラン１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してデキストランがコートされた酸化マンガンナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないデキストランを除去することによって、純粋なデキストランでコートされた水溶性酸化マンガンナノ粒子を得ることができた。
【０１０３】
実施例２０：ヒプロメロース（ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性酸化マンガンナノ粒子の製造
水不溶性酸化マンガンナノ粒子としては実施例１５と同じ酸化マンガンナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。分子量８０，０００Ｄａのヒプロメロース１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してヒプロメロースでコートされた酸化マンガンナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないヒプロメロースを除去することによって、純粋なヒプロメロースでコートされた水溶性酸化マンガンナノ粒子を得ることができた。
【０１０４】
実施例２１：カルボキシメチルセルロース（ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性酸化マンガンナノ粒子の製造
水不溶性酸化マンガンナノ粒子は実施例１５と同じ酸化マンガンナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。分子量９０，０００Ｄａのカルボキシメチルセルロース１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してカルボキシメチルセルロースでコートされた酸化マンガンナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないカルボキシメチルセルロースを除去することによって、純粋なカルボキシメチルセルロースでコートされた水溶性酸化マンガンナノ粒子を得ることができた。
【０１０５】
実施例２２：交差連結が排除されたジメルカプトコハク酸（ＤＭＳＡ、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性酸化マンガンナノ粒子の製造
水不溶性酸化マンガンナノ粒子としては実施例１５と同じ酸化マンガンナノ粒子を使用した。得られた水不溶性ナノ粒子５ｍｇを１ｍＬのトルエンに溶解した後上記トルエン溶液に２０ｍgの２、３-メルカプトコハク酸（ＤＭＳＡ）が溶解された０．５ｍＬのメタノールを添加した。約２４時間が経過すれば、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を室温から５分間２０００ｒｐｍで遠心分離し、分離した後、１ｍＬ脱イオン水に再分散し、ＤＭＳＡでコートされた酸化マンガンナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｄｅｘ  Ｇ−２５カラムを利用し反応しないジメルカプトコハク酸を除去することによって、純粋なＤＭＳＡでコートされた水溶性酸化マンガンナノ粒子を得ることができた。
【０１０６】
実施例２３：テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＬＩ）でコートされた酸化マンガンナノ粒子の製造
水不溶性酸化マンガンナノ粒子は実施例１５と同様の方法で合成された。得たナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した後、１ｍＬ脱イオン水に再分散した。それにより、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドでコートされた酸化マンガンナノ粒子を得ることができた。
【０１０７】
実施例２４：相転移リガンドでコートされた水溶性酸化マンガンナノ粒子の水溶液中での安定性の分析
実施例１４に提示した同じ手順を介して実施例１５〜２３の方法で合成した水溶性ナノ粒子の溶解度を分析し、結果を図１６に示した。水溶性酸化マンガンナノ粒子は水溶液に均一に分散されていることを確認することができた。
【０１０８】
実施例１４に提示した同じ手順を介して実施例１５〜２３の方法で合成された水溶性ナノ粒子を水溶液での塩濃度及びｐＨ変化による安定性を分析した。図１７に示されるように、該当水溶性ナノ粒子は１Ｍの塩濃度及びｐＨ１〜１１で安定していることを確認することができた。
【０１０９】
実施例２５：ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子の製造
水不溶性二酸化チタンナノ粒子は本発明の発明者が既に出願した大韓民国特許第６０４９３７５号に開示された技術によって合成された。得られたナノ粒子はいずれも膜厚３ｎｍ、長さ２０ｎｍサイズであり、意図した通りに合成され、均一なサイズ分布度を示し、高い結晶性を有することが確認された（図１８）。
【０１１０】
上記水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。以後白色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。ＢＳＡ１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してＢＳＡでコートされた二酸化チタンナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないＢＳＡを除去することによって、純粋なＢＳＡでコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子を得ることができた。
【０１１１】
実施例２６：ヒト血清アルブミン（ＨＳＡ、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子の製造
水不溶性二酸化チタンナノ粒子としては上記実施例２５と同じ二酸化チタンナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。以後白色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。ＨＳＡ１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してＨＳＡでコートされた二酸化チタンナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないＨＳＡを除去することによって、純粋なＨＳＡでコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子を得ることができた。
【０１１２】
実施例２７：ヒト免疫グロブリンＧ（ｈＩｇＧ、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子の製造
水不溶性二酸化チタンナノ粒子は実施例２５と同じ二酸化チタンナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、白色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。ｈＩｇＧ１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してｈＩｇＧでコートされた二酸化チタンナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないｈＩｇＧを除去することによって、純粋なｈＩｇＧでコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子を得ることができた。
【０１１３】
実施例２８：ニュートラアビジン（Ｎｔｖ、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子の製造
水不溶性二酸化チタンナノ粒子としては実施例２５と同じ二酸化チタンナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後白色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。Ｎｔｖ１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してＮｔｖがコートされた二酸化チタンナノ粒子が合成された。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないＮｔｖを除去することによって、純粋なＮｔｖでコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子を得ることができた。
【０１１４】
実施例２９：血色素（Hemoglobin、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子の製造
水不溶性二酸化チタンナノ粒子としては実施例２５と同じ二酸化チタンナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、褐色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。血色素１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合して血色素がコートされた二酸化チタンナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しない血色素を除去することによって、純粋な血色素でコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子を得ることができた。
【０１１５】
実施例３０：ヘパリン（Heparin、ＬＩ−ＬＩＩＩ)でコートされた二酸化チタンナノ粒子の製造
水不溶性二酸化チタンナノ粒子としては実施例２５と同じ二酸化チタンナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、白色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。ヘパリン１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してヘパリンがコートされた二酸化チタンナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないヘパリンを除去することによって、純粋なヘパリンでコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子を得ることができた。
【０１１６】
実施例３１：デキストラン（ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子の製造
水不溶性二酸化チタンナノ粒子としては実施例２５と同じ二酸化チタンナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、白色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。分子量１０，０００Ｄａのデキストラン１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してデキストランがコートされた二酸化チタンナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないデキストランを除去することによって、純粋なデキストランでコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子を得ることができた。
【０１１７】
実施例３２：ヒプロメロース（ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子の製造
水不溶性二酸化チタンナノ粒子としては実施例２５と同じ二酸化チタンナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、白色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。分子量８０，０００Ｄａのヒプロメロース１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してヒプロメロースでコートされた二酸化チタンナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないヒプロメロースを除去することによって、純粋なヒプロメロースでコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子を得ることができた。
【０１１８】
実施例３３：カルボキシメチルセルロース（ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子の製造
水不溶性二酸化チタンナノ粒子は実施例２５と同じ二酸化チタンナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、白色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。分子量９０，０００Ｄａのカルボキシメチルセルロース１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してカルボキシメチルセルロースでコートされた二酸化チタンナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないカルボキシメチルセルロースを除去することによって、純粋なカルボキシメチルセルロースでコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子を得ることができた。
【０１１９】
実施例３４：ポリビニルアルコール（ＰＶＡ、ＬＩ）でコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子の製造
水不溶性二酸化チタンナノ粒子としては実施例２５と同じ二酸化チタンナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。以後白色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。分子量１０，０００ＤａのＰＶＡ１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してＰＶＡでコートされた二酸化チタンナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｇ−２５カラムを利用し反応しないＰＶＡを除去することによって、純粋なＰＶＡでコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子を得ることができた。
【０１２０】
実施例３５：ポリエチレングリコール-ポリアクリル酸（ＰＡＡ−ＰＥＧ、ＬＩ−ＬＩＩ）でコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子の製造
まず、ＰＡＡ−ＰＥＧ高分子は実施例１1のような方法で製造された。水不溶性二酸化チタンナノ粒子は実施例２５と同じ二酸化チタンナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬのＰＡＡ−ＰＥＧが溶解されているエタノール溶液（５ｍｇ／ｍＬ）に分散し、１０時間程度均一に混合した。その後、白色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。上記沈澱物を１ｍＬ脱イオン水に溶かしてＰＡＡ−ＰＥＧでコートされた二酸化チタンナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｇ−２５カラムを利用し反応しないＰＡＡ−ＰＥＧを除去することによって、純粋なＰＡＡ−ＰＥＧでコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子を得ることができた。
【０１２１】
実施例３６：交差連結が排除されたジメルカプトコハク酸（ＤＭＳＡ、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子の製造
水不溶性二酸化チタンナノ粒子としては実施例２５と同じ二酸化チタンナノ粒子を使用した。得られた水不溶性ナノ粒子５ｍｇを１ｍＬのトルエンに溶解した後、上記トルエン溶液に２０ｍｇの２，３−メルカプトコハク酸（ＤＭＳＡ）が溶解された０．５ｍＬのメタノールを添加した。約２４時間が経過すれば、白色の沈澱物が形成され、この沈澱物を室温で、５分間、２０００ｒｐｍで遠心分離して分離した後、１ｍＬ脱イオン水に再分散してＤＭＳＡでコートされた二酸化チタンナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｄｅｘ  Ｇ−２５カラムを利用し反応しないジメルカプトコハク酸を除去することによって、純粋なＤＭＳＡでコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子を得ることができた。
【０１２２】
実施例３７：テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＬＩ）でコートされた二酸化チタンナノ粒子の製造
水不溶性二酸化チタンナノ粒子は実施例２５と同様の方法で合成された。得たナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、白色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した後、１ｍＬ脱イオン水に再分散した。それにより、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドでコートされた二酸化チタンナノ粒子を得ることができた。
【０１２３】
実施例３８：相転移リガンドでコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子の水溶液中での安定性の分析
実施例２５で合成された水溶性二酸化チタンナノ粒子を含有する溶液２０μＬを、炭素膜がコートされたＴＥＭｇｒｉｄ（Ted Pella Inc.)に落とし、約３０分間乾燥させた後、電子顕微鏡（ＥＦ−ＴＥＭ、Zeiss, acceleration voltage 100kV）で観察した。図１９（Ａ）に示されるように、均一なサイズのよく分散された水溶性二酸化チタンナノ粒子が形成されたことを確認することができた。
【０１２４】
また、ＵＶ−Ｖｉｓ吸光スペクトル分析を介して水溶性二酸化チタンナノ粒子が水溶液に含有されているか否かを確認した。図１９（Ｂ）に示されるように、水溶性ナノ粒子は、有機性酸化チタンと殆ど同じ吸光スペクトルを示した。従って、水溶性二酸化チタンナノ粒子が水溶液に溶解されていることが分かった。
【０１２５】
実施例１４に提示した同じ手順を介して実施例２５から３７までの方法へ合成した水溶性二酸化チタンナノ粒子の溶解度を分析したし、結果を図２０に示した。水溶性二酸化チタンナノ粒子は水溶液に均一に分散されることを確認することができた。
【０１２６】
実施例１４と同じ手順を介して実施例２５〜３７の方法で合成された水溶性ナノ粒子を水溶液での塩濃度及びｐＨ変化による安定性を分析した。図２１に示されるように、該当水溶性ナノ粒子は1Ｍの塩濃度及びｐＨ1〜１１で安定していることを確認することができた。
【０１２７】
実施例３９：ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子の製造
６ｎｍのＦｅＰｔナノ粒子を当業界に公知された方法で合成した(Journal of the American Chemical Society, 2004, vol.126, p.8394）。得られたナノ粒子はいずれも６ｎｍサイズであり、意図した通りに合成され、均一なサイズ分布度を示し、高い結晶性を有していることが確認された（図２２）。
【０１２８】
上記水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。ＢＳＡ１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してＢＳＡでコートされた鉄−白金合金ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないＢＳＡを除去することによって、純粋なBSAでコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子を得ることができた。
【０１２９】
実施例４０：ヒト血清アルブミン（ＨＳＡ、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子の製造
水不溶性鉄−白金合金ナノ粒子としては上記実施例３９と同じ鉄−白金合金ナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。ＨＳＡ１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してＨＳＡでコートされた鉄−白金合金ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないＨＳＡを除去することによって、純粋なＨＳＡでコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子を得ることができた。
【０１３０】
実施例４１：ヒト免疫グロブリンＧ（ｈＩｇＧ、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子の製造
水不溶性鉄−白金合金ナノ粒子は実施例３９と同じ鉄−白金合金ナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。ｈＩｇＧ１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してｈＩｇＧでコートされた鉄−白金合金ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないｈＩｇＧを除去することによって、純粋なｈＩｇＧでコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子を得ることができた。
【０１３１】
実施例４２：ニュートラアビジン（Ｎｔｖ、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子の製造
水不溶性鉄−白金合金ナノ粒子としては実施例３９と同じ鉄−白金合金ナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。Ｎｔｖ１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してＮｔｖがコートされた鉄−白金合金ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないＮｔｖを除去することによって、純粋なＮｔｖでコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子を得ることができた。
【０１３２】
実施例４３：血色素（Hemoglobin、ＬＩ−ＬＩＩＩ)でコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子の製造
水不溶性鉄−白金合金ナノ粒子としては実施例３９と同じ鉄−白金合金ナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。血色素１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合して血色素がコートされた鉄−白金合金ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しない血色素を除去することによって、純粋な血色素でコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子を得ることができた。
【０１３３】
実施例４４：ヘパリン（Heparin、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた鉄−白金合金ナノ粒子の製造
水不溶性二酸化チタンナノ粒子としては実施例３９と同じ鉄−白金合金ナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。ヘパリン１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してヘパリンがコートされた鉄−白金合金ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないヘパリンを除去することによって、純粋なヘパリンでコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子を得ることができた。
【０１３４】
実施例４５：デキストラン（ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子の製造
水不溶性鉄−白金合金ナノ粒子としては実施例３９と同じ鉄−白金合金ナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。以後黒色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。分子量１０,０００Ｄａのデキストラン１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してデキストランがコートされた鉄−白金合金ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないデキストランを除去することによって、純粋なデキストランでコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子を得ることができた。
【０１３５】
実施例４６：ヒプロメロース（ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子の製造
水不溶性鉄−白金合金ナノ粒子としては実施例３９と同じ鉄−白金合金ナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。以後黒色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。分子量８０,０００Ｄａのヒプロメロース１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してヒプロメロースでコートされた鉄−白金合金ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないヒプロメロースを除去することによって、純粋なヒプロメロースでコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子を得ることができた。
【０１３６】
実施例４７：カルボキシメチルセルロース（ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子の製造
水不溶性鉄−白金合金ナノ粒子は実施例３９と同じ鉄−白金合金ナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。分子量９０,０００Ｄａのカルボキシメチルセルロース１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してカルボキシメチルセルロースでコートされた鉄−白金合金ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用し反応しないカルボキシメチルセルロースを除去することによって、純粋なカルボキシメチルセルロースでコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子を得ることができた。
【０１３７】
実施例４８：ポリビニルアルコール（ＰＶＡ、ＬＩ）でコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子の製造
水不溶性鉄−白金合金ナノ粒子としては実施例３９と同じ鉄−白金合金ナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。分子量１０,０００ＤａのＰＶＡ１０ｍｇを１ｍＬ脱イオン水に溶かした後、上記沈澱物と混合してＰＶＡでコートされた鉄−白金合金ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｇ−２５カラムを利用し反応しないＰＶＡを除去することによって、純粋なＰＶＡでコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子を得ることができた。
【０１３８】
実施例４９：ポリエチレングリコール−ポリアクリル酸（ＰＡＡ−ＰＥＧ、ＬＩ−ＬＩＩ）でコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子の製造
まず、ＰＡＡ−ＰＥＧ高分子は実施例１1のような方法で製造された。水不溶性鉄−白金合金ナノ粒子としては実施例３９と同じ鉄−白金合金ナノ粒子を使用した。水不溶性ナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬのＰＡＡ−ＰＥＧが溶解されているエタノール溶液（５ｍｇ／ｍＬ)に分散し、１０時間程度均一に混合した。その後、黒色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した。上記沈澱物を１ｍＬ脱イオン水に溶かしてＰＡＡ−ＰＥＧでコートされた鉄−白金合金ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｇ−２５カラムを利用し反応しないＰＡＡ−ＰＥＧを除去することによって、純粋なＰＡＡ−ＰＥＧでコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子を得ることができた。
【０１３９】
実施例５０：交差連結が排除されたジメルカプトコハク酸（ＤＭＳＡ、ＬＩ−ＬＩＩＩ）でコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子の製造
水不溶性鉄−白金合金ナノ粒子としては実施例３９と同じ鉄−白金合金ナノ粒子を使用した。得られた水不溶性ナノ粒子５ｍｇを１ｍＬのトルエンに溶解した後、上記トルエン溶液に２０ｍｇの２,３−メルカプトコハク酸（ＤＭＳＡ）が溶解された０．５ｍＬのメタノールを添加した。約２４時間が経過すれば、黒色の沈澱物が形成され、この沈澱物を室温で、５分間、２０００ｒｐｍで遠心分離して分離した後、１ｍＬ脱イオン水に再分散し、ＤＭＳＡでコートされた鉄−白金合金ナノ粒子を合成した。次いで、Ｓｅｐｈａｄｅｘ  Ｇ−２５カラムを利用し反応しないジメルカプトコハク酸を除去することによって、純粋なＤＭＳＡでコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子を得ることができた。
【０１４０】
実施例５１：テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＬＩ）でコートされた鉄−白金合金ナノ粒子の製造
水不溶性鉄−白金合金ナノ粒子は実施例４３と同様の方法で合成された。得たナノ粒子（５ｍｇ）を１ｍＬの１Ｍ  ＮＭｅ４ＯＨブタノール溶液に分散し、５分程度均一に混合した。その後、黒色の沈澱物が形成され、この沈澱物を遠心分離（２０００ｒｐｍ、室温、５分）で分離した後、１ｍＬ脱イオン水に再分散した。それにより、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドでコートされた鉄−白金合金ナノ粒子を得ることができた。
【０１４１】
実施例５２：相転移リガンドでコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子の水溶液中での安定性の分析
実施例１４と同じ手順を介して実施例３９〜５１の方法で合成した水溶性ナノ粒子の溶解度を分析し、結果を図２３に示した。水溶性鉄−白金合金ナノ粒子は水溶液に均一に分散されていることを確認することができた。
【０１４２】
実施例１４と同じ手順を介して実施例３９〜５１の方法で合成された水溶性ナノ粒子を水溶液での塩濃度及びｐＨ変化による安定性を分析した。図２４に示されるように、該当水溶性ナノ粒子は１Ｍの塩濃度及びｐＨ１〜１１で安定していることを確認することができた。
【０１４３】
実施例５３：水溶性多成分混成構造体（ＦｅＰｔ−Ａｕ）ナノ粒子の製造
６ｎｍのＦｅＰｔナノ粒子を当業界に公知された方法で合成した（Journal of the American Chemical Society, 2004, vol.126, p.8394）。上記ＦｅＰｔ（５ｍｇ）、ＡｕＣｌＰＰｈ３（０．２４ｍｇ）、ヘキサデシルアミン（４６ｍｇ）を１,２−ジクロロベンゼン（５ｍＬ）に溶かした後、溶液を７０℃まで加熱した後、Ｈ２（４％）／Ｎ２を３０分間、バブルリングした。室温に冷却した後、溶液にエタノール（７ｍＬ）を入れ、遠心分離してＦｅＰｔ−Ａｕナノ粒子粉末を沈澱物として得ることができた。このように得られた水不溶性ナノ粒子は、そのサイズが約６ｎｍ（ＦｅＰｔ）−８ｎｍ(Ａｕ)であり、均一なサイズ分布度を示した（図２５）。
【０１４４】
水不溶性ＦｅＰｔ−Ａｕナノ粒子（５ｍｇ）をエタノール（４００μＬ ）に溶かしたジヒドロ葉酸−ポリエチレングリコール(１００μＬ、分子量６００Ｄａ）と混合し、３時間反応した。反応が終了されたナノ粒子に蒸留水（１ｍＬ）をいれた後、Ｓｅｐｈａｄｅｘ  Ｇ−２５カラムを利用し反応しないジヒドロ葉酸−ポリエチレングリコールを除去して純粋な水溶性多成分混成構造体ナノ粒子を製造した。
【０１４５】
実施例５４：水溶性多成分混成構造体（ＦｅＰｔ−Ａｕ）ナノ粒子の水溶液の中安定性確認
実施例５３で製造された水溶性コア−シェルナノ粒子を実施例１４と同じ手順によって水溶液での安定性を確認した。
【０１４６】
図２６（Ａ）及び２６（Ｂ）に示されるように、水溶性多成分混成構造体（ＦｅＰｔ−Ａｕ）ナノ粒子はいずれも水溶液で安定しており、ＮａＣｌ２Ｍ溶液だけでなく、ｐＨ１〜１２でもいずれも安定していることを確認することができた。
【０１４７】
実施例５５：水溶性多成分混成構造体（Ｃｏ＠Ｐｔ−Ａｕ）ナノ粒子の製造
６ｎｍのコア−シェルＣｏ＠Ｐｔナノ粒子を当業界に公知された方法で合成した（Journal of the American Chemical Society, 2001, vol.123, p.5743）。上記Ｃｏ＠Ｐｔ（５ｍｇ）、ＡｕＣｌＰＰｈ３（０．２４ｍｇ）、ヘキサデシルアミン（４６ｍｇ）を１,２−ジクロロベンゼン（５ｍＬ）に溶かした後、溶液を７０℃まで加熱した後、Ｈ２（４％）／Ｎ２を３０分間バブルリングした。室温に冷却した後、溶液にエタノール（７ｍＬ）を入れ、遠心分離してＣｏ＠Ｐｔ−Ａｕナノ粒子粉末を沈澱物として得ることができた。このように得た水不溶性ナノ粒子はそのサイズが約６ｎｍ（Ｃｏ＠Ｐｔ）−８ｎｍ（Ａｕ）であり、均一なサイズ分布度を示した（図２７）。
【０１４８】
水不溶性Ｃｏ＠Ｐｔ−Ａｕナノ粒子（５ｍｇ）をエタノール（４００μＬ）に溶かしたジヒドロ葉酸−ポリエチレングリコール（１００μＬ、分子量６００）と混合して、３時間反応した。反応が終了されたナノ粒子に蒸留水（１ｍＬ）をいれた後、Ｓｅｐｈａｄｅｘ  Ｇ−２５カラムを利用し反応しないジヒドロ葉酸−ポリエチレングリコールを除去して純粋な水溶性多成分混成構造Ｃｏ＠Ｐｔ−Ａｕナノ粒子を製造した。
【０１４９】
実施例５６：水溶性多成分混成構造体（Ｃｏ＠Ｐｔ−Ａｕ）ナノ粒子の水溶液中での中安定性確認
実施例５５で製造された水溶性コア−シェルナノ粒子を実施例１４と同じ手順によって水溶液での安定性を確認した。
【０１５０】
図２８（Ａ）及び２８（Ｂ）に示されるように、水溶性多成分混成構造体（Ｃｏ＠Ｐｔ−Ａｕ）ナノ粒子はいずれも水溶液で安定しており、ＮａＣｌ２Ｍ溶液だけでなく、ｐＨ１〜１２でもいずれも安定していることを確認することができた。
【０１５１】
実施例５７：活性成分としてニュートラアビジンが結合されたＢＳＡ−酸化鉄ナノ粒子の製造
０．２ｍｇのＢＳＡ−Ｆｅ３Ｏ４と０．２ｍｇニュートラアビジンを１０ｍＭＰＢＳ（ｐＨ７．２）１００μＬに溶解し、ＥＤＣ（N-(3-dimethylaminopropyl）-N'-ethylcarbodiimidehydrochloride,Pierce)及びＮＨＳ(N-hydroxysulfosuccinimide,Pierce)を、それぞれ５ｍのＭＥＤＣと２ｍのＭＮＨＳ濃度になるように加えた。３時間室温で反応させた後、Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ  Ｓ−３００カラムを利用して純粋にニュートラアビジンが結合されたＢＳＡでコートされた酸化鉄ナノ粒子を得ることができた（図２９）。
【０１５２】
実施例５８：相転移リガンドでコートされた水溶性磁性ナノ粒子のＭＲＩ信号増幅効果
実施例１で製造された酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄ナノ粒子を１００ｍＭの濃度で希釈した後、３ＴＭＲＩ（Achieva: Philips Medical Systems, Best, The Netherlands）システムで信号増幅効果を観察しており、ＳＥＮＳＥＴＭＦｌｅｘ−Ｍ（１４ｃｍ×１７ｃｍのフレキシブルコイル）コイルを利用した。具体的なパラメーターは以下の通りであった。解像度１５６× １５６ｍｍ、切片膜厚０．６ｍｍ、ＴＲ＝３０００ｍｓ、ＴＥ＝１００ｍｓ、映像励起回数：１。製造された水溶性磁性ナノ粒子は水の信号と比較していずれも増幅信号を示した（図３０）。
【０１５３】
実施例５９：相転移リガンドでコートされた水溶性酸化鉄ナノ粒子のＭＲＩを用いた物質の検針
実施例５５で製造されたニュートラアビジンと結合した水溶性酸化鉄ナノ粒子が含まれた水溶液（１００ｍＭ）に、ビオチンでコートされたシリカナノ粒子（１００ｎｍ、Microspheres-nanospheres, USA）１００ｍｇを混合し、３０分間反応した後、実施例５８と同一に３Ｔ  ＭＲＩシステムを利用して信号を測定した。同じ濃度の酸化鉄ナノ粒子のＭＲＩ信号と比較して、ビオチンでコートされたシリカが混合された水溶性酸化鉄ナノ粒子のＭＲＩ信号が、１．７倍が増幅信号を示した（図３１）。
【０１５４】
実施例６０：相転移リガンドでコートされた水溶性酸化鉄ナノ粒子の磁石を用いた物質分離効果
実施例４９で製造された水溶性酸化鉄ナノ粒子と結合されたＦＩＴＣ(Fluorescene）と水溶性酸化鉄ナノ粒子と結合されないローダミンを混合して、蛍光をＰＬ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｅ（ＦＰ−６５００、Jasco, USA）を利用して測定した（図３２のａ）。混合液に、０．５Ｔ  Ｃｏ−Ｓｍ合金棒磁石を利用して３０分間酸化鉄ナノ粒子を集めた後、上清だけの蛍光を測定した時、ＦＩＴＣの蛍光が減少していることを観察することができた（図３２のｂ）。
【０１５５】
実施例６１：相転移リガンドでコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子の光触媒作用を用いた癌治療効果
実施例３６で合成された二酸化チタンナノ粒子を皮膚癌細胞（A-375 in Dulbecco’s modified Eagle’s medium with 10 % fetal calf serum）に５０、１００、２００、４００ｍｇ／ｍＬの濃度になるように希釈して注入後、２４時間培養した。２４時間後、ＵＶランプ（Selland 2000, 2 kW UV lamp, Germany, 340-440 nm, 20 mW/cm2）を３０分間照射した後、ＭＴＴ  ａｓｓａｙを介して細胞死程度を測定した。図３３のaは、二酸化チタンナノ粒子のない時、図３３のbは二酸化チタンナノ粒子が存在する時、ＵＶを照射した後、細胞のイメージをそれぞれ示している。図３３のcは、本発明に係る相転移リガンドでコートされた二酸化チタンナノ粒子と商用のＰ−２５の癌細胞治療程度を図表にて比較したものである。図３３のaとbに示されるように、二酸化チタンナノ粒子が処理されていない皮膚癌細胞と比較して、二酸化チタンナノ粒子が処理された皮膚癌細胞の場合、大部分の細胞が死滅されていたことを観察することができる。そして、処理されたナノ粒子の濃度の増加に伴って癌治療効果が向上され、商用化されている二酸化チタン粒子リンｐ−２５と比較して、向上された癌治療効果を示していることが分かる（図３３のｃ）。
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
本発明によって、そのサイズ形態調節され、向上された電気的／磁気的性質を有する磁性及び金属酸化物水溶性ナノ粒子を得ることができ、上記水溶性ナノ粒子は様々な活性成分の導入を介して複合素材、電子材料及び生体診断及び生体治療に応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】相転移を介して水不溶性の磁性または金属酸化物ナノ粒子から水溶性の磁性または金属酸化物ナノ粒子を製造する過程を示した図である。
【図２】１２ｎｍサイズの水不溶性の酸化鉄、マンガン酸化鉄、コバルト酸化鉄、ニッケル酸化鉄、亜鉛酸化鉄、亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子の電子顕微鏡写真である。
【図３】本発明に係る様々な相転移リガンドでコートされた水溶性酸化鉄ナノ粒子の溶解度に対する分析結果である。
【図４】本発明に係る様々な相転移リガンドでコートされた水溶性酸化鉄ナノ粒子の塩濃度及びｐＨ変化による安定性に対する分析結果を示した図である。
【図５】本発明に係る様々な相転移リガンドでコートされた水溶性マンガン酸化鉄ナノ粒子の溶解度に対する分析結果である。
【図６】本発明に係る様々な相転移リガンドでコートされた水溶性マンガン酸化鉄ナノ粒子の塩濃度及びｐＨ変化による安定性に対する分析結果を示したのである。
【図７】本発明に係る様々な相転移リガンドでコートされた水溶性コバルト酸化鉄ナノ粒子の溶解度に対する分析結果である。
【図８】本発明に係る様々な相転移リガンドでコートされた水溶性コバルト酸化鉄ナノ粒子の塩濃度及びｐＨ変化による安定性に対する分析結果を示した図である。
【図９】本発明に係る様々な相転移リガンドでコートされた水溶性ニッケル酸化鉄ナノ粒子の溶解度に対する分析結果である。
【図１０】本発明に係る様々な相転移リガンドでコートされた水溶性ニッケル酸化鉄ナノ粒子の塩濃度及びｐＨ変化による安定性に対する分析結果を示した図である。
【図１１】本発明に係る様々な相転移リガンドでコートされた水溶性亜鉛酸化鉄ナノ粒子の溶解度に対する分析結果である。
【図１２】本発明に係る様々な相転移リガンドでコートされた水溶性亜鉛酸化鉄ナノ粒子の塩濃度及びｐＨ変化による安定性に対する分析結果を示した図である。
【図１３】本発明に係る様々な相転移リガンドでコートされた水溶性亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子の溶解度に対する分析結果である。
【図１４】本発明に係る様々な相転移リガンドでコートされた水溶性亜鉛−マンガン酸化鉄ナノ粒子の塩濃度及びｐＨ変化による安定性に対する分析結果を示した図である。
【図１５】水不溶性酸化マンガンナノ粒子の電子顕微鏡写真である。
【図１６】本発明に係る様々な相転移リガンドでコートされた水溶性酸化マンガンナノ粒子の溶解度に対する分析結果である。
【図１７】本発明に係る様々な相転移リガンドでコートされた水溶性酸化マンガンナノ粒子の塩濃度及びｐＨ変化による安定性に対する分析結果を示した図である。
【図１８】水不溶性二酸化チタンナノ粒子の電子顕微鏡写真である。
【図１９Ａ】本発明に係る様々な相転移リガンドでコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子の電子顕微鏡写真を示した図である。
【図１９Ｂ】本発明に係る様々な相転移リガンドでコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子の吸光スペクトルを示した図である。
【図２０】本発明に係る様々な相転移リガンドでコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子の溶解度に対する分析結果である。
【図２１】本発明に係る様々な相転移リガンドでコートされた水溶性二酸化チタンナノ粒子の塩濃度及びｐＨ変化による安定性に対する分析結果を示した図である。
【図２２】水不溶性鉄−白金合金ナノ粒子の電子顕微鏡写真である。
【図２３】本発明に係る様々な相転移リガンドでコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子の溶解度に対する分析結果である。
【図２４】本発明に係る様々な相転移リガンドでコートされた水溶性鉄−白金合金ナノ粒子の塩濃度及びｐＨ変化による安定性に対する分析結果を示した図である。
【図２５】水不溶性ＦｅＰｔ−Ａｕ磁性多成分混成構造体ナノ粒子の電子顕微鏡写真である。
【図２６Ａ】本発明に係る相転移リガンドでコートされた水溶性ＦｅＰｔ−Ａｕ多成分混成構造体ナノ粒子の溶解度に対する分析結果を示した図である。
【図２６Ｂ】本発明に係る相転移リガンドでコートされた水溶性ＦｅＰｔ−Ａｕ多成分混成構造体ナノ粒子の塩濃度とｐＨ濃度による水溶液相のコロイド安定性に対する分析結果を示した図である。
【図２７】水不溶性Ｃｏ＠Ｐｔ−Ａｕ磁性多成分混成構造体ナノ粒子の電子顕微鏡写真である。
【図２８Ａ】相転移リガンドでコートされた水溶性Ｃｏ＠Ｐｔ−Ａｕ多成分混成構造体ナノ粒子の溶解度に対する分析結果を示した図である。
【図２８Ｂ】相転移リガンドでコートされた水溶性Ｃｏ＠Ｐｔ−Ａｕ多成分混成構造体ナノ粒子の塩濃度とｐＨ濃度による水溶液相のコロイド安定性に対する分析結果を示した図である。
【図２９】本発明の相転移リガンド（ＢＳＡ）でコートされた酸化鉄ナノ粒子にニュートラアビジンが結合されることを、電気泳動を介して分析した結果である。
【図３０】本発明の相転移リガンド（ＢＳＡ）でコートされた酸化鉄、マンガン酸化鉄、ニッケル酸化鉄、コバルト酸化鉄ナノ粒子のＭＲＩ信号増加効果に対する結果を示した図である。
【図３１】本発明のニュートラアビジンと結合された相転移リガンド（ＢＳＡ）でコートされた酸化鉄ナノ粒子が、ビオチンでコートされたシリカにより凝集し、酸化鉄のみがある時に比べ、ＭＲＩ信号が増加されることを示した図である。
【図３２】本発明の相転移リガンド（ＢＳＡ）でコートされた酸化鉄ナノ粒子と結合された蛍光物質がナノ粒子と結合されない蛍光物質との混合物から外部磁場により分離されることを蛍光スペクトルで確認した結果を示した図である。
【図３３】本発明の相転移リガンド（ＤＭＳＡ）でコートされた二酸化チタンナノ粒子に、ＵＶを照射することによって癌細胞が死滅されることを示した図である。
【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】
2009529004.tif 000010
【図８】
2009529004.tif 000011
【図９】
2009529004.tif 000012
【図１０】
2009529004.tif 000013
【図１１】
2009529004.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2009529004.tif 000018
【図１６】
2009529004.tif 000019
【図１７】
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【図１８】
2009529004.tif 000021
【図１９Ａ】
2009529004.tif 000022
【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
2009529004.tif 000025
【図２２】
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【図２３】
2009529004.tif 000027
【図２４】
2009529004.tif 000028
【図２５】
2009529004.tif 000029
【図２６Ａ】
2009529004.tif 000030
【図２６Ｂ】
2009529004.tif 000031
【図２７】
2009529004.tif 000032
【図２８Ａ】
2009529004.tif 000033
【図２８Ｂ】
2009529004.tif 000034
【図２９】
2009529004.tif 000035
【図３０】
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【図３１】
2009529004.tif 000037
【図３２】
2009529004.tif 000038
【図３３】
2009529004.tif 000039
【国際調査報告】
2009529004.tif 000040
2009529004.tif 000041
2009529004.tif 000042
2009529004.tif 000043
2009529004.tif 000044