(57)【要約】【課題】  ナノカーボンの表面が高分子で完全被覆され、且つ被覆した高分子が容易に脱離しないナノカーボン高分子複合体及びその製造方法を提供する。【解決手段】熱重合性モノマー又は熱重合性モノマーの溶液にナノカーボンを分散させ、必要に応じて重合開始剤及び／又は熱重合触媒を添加したナノカーボン分散液に、光を照射することにより、ナノカーボンの表面に、該モノマーが熱重合してなる高分子被覆を生成させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱重合性モノマー又は熱重合性モノマーの溶液にナノカーボンを分散させた分散液に光を照射し、ナノカーボンの表面に、該モノマーが熱重合してなる高分子被覆を生成させることを特徴とするナノカーボン高分子複合体の製造方法。
【請求項２】
前記分散液に、重合開始剤及び／又は熱重合触媒を含有させること特徴とする請求項１に記載のナノカーボン高分子複合体の製造方法。
【請求項３】
前記光の波長が、ナノカーボンの光吸収波長領域において、前記熱重合性モノマー又は熱重合性モノマーの溶液が吸収しない波長であることを特徴とする請求項１又は２に記載のナノカーボン高分子複合体の製造方法。
【請求項４】
ナノカーボンの表面に、熱重合性モノマーが光照射により熱重合してなる高分子被覆を有することを特徴とするナノカーボン高分子複合体。
【請求項５】
前記高分子被覆が、生体親和性高分子、生分解性高分子又は機能性高分子からなることを特徴とする請求項４に記載のナノカーボン高分子複合体。
【請求項６】
前記高分子被覆が、ポリカプロラクトンからなることを特徴とする請求項４に記載のナノカーボン高分子複合体。
【請求項７】
前記高分子被覆が、ポリドーパミンからなることを特徴とする請求項４に記載のナノカーボン高分子複合体。
【請求項８】
前記高分子被覆が、ポリカプロラクトンからなり、前記ナノカーボンの内部にシスプラチンを内包していることを特徴とする請求項４に記載のナノカーボン高分子複合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノカーボン複合体の製造方法及び該方法で製造されたナノカーボン複合体に関するものであり、特に、ナノカーボンの特性を活かして、光熱変換により、ポリマーをナノカーボンの表面に選択的に合成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノチューブや、カーボンナノホーン等のナノカーボンは、ナノメートルサイズの高機能材料として知られており、ナノカーボンの応用研究の中で、ナノカーボンと高分子との複合体(以下、「ナノカーボン高分子複合体」という。)は、ナノカーボンの化学的安定性、機械的強度、電気熱良導体といった特性を活かせるものとして期待されている。
従来、ナノカーボン高分子複合体は、ナノカーボンの表面を前処理修飾した後、高分子との共有結合による化学反応を行うか、あるいは直接混合する等の方法で製造されている(非特許文献１−３、特許文献１)。
【０００３】
これらの方法で製造されたナノカーボンの応用例としては、すでに、ナノカーボン含有導電性ポリマーが実用化されており、高温耐性ゴムの研究も進んでいる。こうしたナノカーボン高分子複合体のマクロスコピック用途での成功例が増えているのに対して、ナノスケール用途では、ナノカーボン高分子複合体の製造研究はほとんど行われていない。
ナノスケール用途の代表的なものが、ナノカーボンを体内での薬剤キャリアーやがんイメージングに用いる場合であって、現在、ナノカーボンの生体親和性を高めるために行われている化学修飾やリン脂質ポリエチレングリコール吸着は、生体親和性獲得にある程度成功している(非特許文献４−６)。しかし、化学修飾では被覆率が低く、吸着させた場合は脱離が欠点となっており、生体親和性あるいは生分解性高分子がナノカーボンの表面を完全被覆した複合体が望まれている。
【０００４】
この生体親和性高分子あるいは生分解性高分子を用いた複合体が合成されると、細胞内酵素により選択的に高分子が生分解されるため、ナノカーボン内部に内包した薬剤分子などが高分子の生分解に伴い徐放できる可能性がある。これまで、薬剤キャリアーからの薬剤徐放を能動的に遅くすることはできておらず、これが可能になることは、薬剤キャリアー開発にとって大きな成果となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２４１２４８号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】R.Andrews，M.C.Weisenberger，Carbon nanotube polymer composites，Current Opinion in Solid State and Materials Science 8 (2004) 31-37
【非特許文献２】J.Coleman，U.Khan，W.Blau，Y.Gun’ko，Small but strong: A review of the mechanical properties of carbon nanotube-polymer composites， Carbon 44 (2006) 1624-1652
【非特許文献３】Z.Spitalsky，D.Tasis，K.Papagelis，C.Galiotis，Carbon nanotube-polymer composites：Chemistry，processing，mechanical and electrical properties，Progress in Polymer Science 35 (2010) 357-401
【非特許文献４】Y.Sun，K.Fu，Y.W.Huang，Functionalized Carbon Nanotubes：Properties and Applications，Acc．Chem．Res．35 (2002)，1096-1104.
【非特許文献５】Z.Liu, X.Sun, N.Nakayama-Ratchford, H.Dai, Supramolecular Chemistry on Water-Soluble Carbon Nanotubes for Drug Delivery Loading and Delivery, ACS Nano 1 (2007) 50-56.
【非特許文献６】Massimo Bottini, Nicola Rosato, and Nunzio Bottini, PEG-Modified Carbon Nanotubes in Biomedicine: Current Status and Challenges Ahead, Biomacromolecules 12 (2011), 3381-3393.
【非特許文献７】N.W.S.Kam, M.O'Connell, J.A.Wisdom and H. Dai, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.,102 (2005), 11600-11605.
【非特許文献８】M.Zhang, T.Murakami, K.Ajima, K.Tsuchida, A.S.D.Sandanayaka, O.Ito, S.Iijima, M.Yudasaka, Fabrication of ZnPc/protein nanohorns for double photodynamic and hyperthermic cancer phototherapy, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.,105 (2008) 14773-14778
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のとおり、ナノカーボンと高分子を直接混合するか、あるいはナノカーボンの表面に化学反応により、ナノカーボン高分子複合体を作成して、マクロスコピック用途に用いることは可能である。
しかしながら、ナノスケール用途には、ナノカーボンの表面を高分子で被覆する技術が必要であり、特に、生体親和性あるいは生分解性高分子がナノカーボンの表面を完全被覆したナノカーボン高分子複合体が望まれているのに対して、生分解性高分子とナノカーボンとの複合体についてはほとんど研究されていないのが現状である。
【０００８】
本発明は、こうした現状を鑑みてなされたものであって、ナノカーボンの表面が高分子で完全被覆され、且つ被覆した高分子が容易に脱離しないナノカーボン高分子複合体を製造する方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ナノカーボンが近赤外から可視光まで広い波長範囲に渡って光吸収し、吸収した光エネルギーを熱として放出でき、腫瘍の光温熱治療に利用可能という特性がある(非特許文献７、８)。
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、このナノカーボンの光吸収・熱放出の特性を利用して、ナノカーボン表面局所的に高分子を熱重合合成することができるという知見を得た。
【００１０】
本発明はこれらの知見に基づいて完成に至ったものであり、本発明によれば、以下の発明が提供される。
［１］熱重合性モノマー又は熱重合性モノマーの溶液にナノカーボンを分散させた分散液に光を照射し、ナノカーボンの表面に、該モノマーが熱重合してなる高分子被覆を生成させることを特徴とするナノカーボン高分子複合体の製造方法。
［２］前記分散液に、重合開始剤及び／又は熱重合触媒を含有させること特徴とする［１］に記載のナノカーボン高分子複合体の製造方法。
［３］前記光の波長が、ナノカーボンの光吸収波長領域において、前記熱重合性モノマー又は熱重合性モノマーの溶液が吸収しない波長であることを特徴とする［１］又は［２］に記載のナノカーボン高分子複合体の製造方法。
［４］ナノカーボンの表面に、熱重合性モノマーが光照射により熱重合してなる高分子被覆を有することを特徴とするナノカーボン高分子複合体。
［５］前記高分子被覆が、生体親和性高分子、生分解性高分子又は機能性高分子からなることを特徴とする［４］に記載のナノカーボン高分子複合体。
［６］前記高分子被覆が、ポリカプロラクトンからなることを特徴とする［４］に記載のナノカーボン高分子複合体。
［７］前記高分子被覆が、ポリドーパミンからなることを特徴とする［４］に記載のナノカーボン高分子複合体。
［８］前記高分子被覆が、ポリカプロラクトンからなり、前記ナノカーボンの内部にシスプラチンを内包していることを特徴とする［４］に記載のナノカーボン高分子複合体。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ナノカーボンの光吸収波長領域(赤外から可視・紫外光)において、分散媒や原料モノマーが吸収しない光の波長を選択し、ナノカーボン分散液に照射することにより、ナノカーボン表面及びその周囲において場所限定的に温度を上昇させ、ナノカーボンに表面選択的に高分子を重合することができ、光照射時間をかえることで重合度や被覆率などの制御が可能となる。
また、本発明の光熱変換を利用したナノカーボン表面選択的高分子熱重合による表面被覆は、高分子とナノカーボンの複合材開発においては、より高強度、高性質な新機能材料の創出に期待できる。
また、現在ナノカーボンの高分子複合材の研究においてもっとも技術的に困難点の一つは、カーボンナノチューブと高分子材の親和性の制御であり、例えば、親和性が低ければナノチューブの機械的強度を使った補強には効果が望めない。本発明の、光熱変換を用いたナノチューブの表面選択的な高分子被覆は、カーボンナノチューブと高分子との複合材作成の際の表面処理法として有用であり、複合材の機能アップをもたらす。
さらに、本発明を、ドラッグデリバリーに応用した場合には、抗がん剤内包ナノカーボンを生分解高分子で被覆し、内包薬物分子のがん細胞への徐放の効果を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ナノカーボンの光変換熱による表面局所的高分子熱重合の概念図。
【図２】カーボンナノホーン(ＣＮＨ)とカプロラクトンの混合物から、ＣＮＨによる光交換熱エネルギーを使って、ポリカプロラクトンをＣＮＨ表面に生成する方法を示す概念図。
【図３】赤外線(ＩＲ)吸収スペクトルであり、(ａ)は、ポリカプロラクトン(ＰＣＬ)を、(ｂ)ＣＮＨによる光変換熱エネルギーにてＣＮＨ表面に作成したＰＣＬをＣＨ2Ｃｌ2にて溶解させたものを、(ｃ)は、カプロラクトン(ＣＬ)を、それぞれ示す。
【図４】光熱合成法より高分子被覆したＣＮＨの電子顕微鏡(ＴＥＭ)写真であり、(ａ)は、開孔したＣＮＨを、(ｂ)は、高分子ＰＣＬ被覆したＣＮＨを、(ｃ)は、Ｃｄ(ＯＡｃ)3を内包したＣＮＨを高分子ＰＣＬ被覆した複合物(Ｃｄ(ＯＡｃ)3＠ＣＮＨ−ＰＣＬ)を、それぞれ示す。
【図５】前記複合物Ｃｄ(ＯＡｃ)3＠ＣＮＨ−ＰＣＬのエネルギー分散型Ｘ線分析(ＥＤＸ)スペクトル。
【図６】実施例３で得られた電子顕微鏡(ＴＥＭ)写真であり、(ａ)は、光照射なしで作製したＰＤＡ−ＣＮＨを、(ｂ)は、光照射して作製したＰＤＡ−ＣＮＨを、それぞれ示す。
【図７】実施例３で得られた熱重量分析(ＴＧＡ)結果を示す図であり、実線は、光照射して作製したＰＤＡ−ＣＮＨを、点線は、光照射なしで作製したＰＤＡ−ＣＮＨを、それぞれ示している。
【図８】光照射の有りと無しの条件下、反応時間を変えて作製したＰＤＡ−ＣＮＨのＰＤＡ量をＴＧＡで計測した結果を示す図であり、実線は、光照射して作製したＰＤＡ−ＣＮＨを、点線は、光照射なしで作製したＰＤＡ−ＣＮＨを、それぞれ示している。
【図９】(ａ)は、シスプラチン(ＣＤＤＰ)内包ＣＮＨ(ＣＤＤＰ＠ＣＮＨ)のＴＥＭ写真であり、(ｂ)は、ＰＤＡ被覆ＣＤＤＰ−ＣＮＨ(ＰＤＡ-ＣＤＤＰ-ＣＮＨ)のＴＥＭ写真である。
【図１０】時間経過にともない、ＣＤＤＰ＠ＣＮＨ及びＰＤＡ-ＣＤＤＰ-ＣＮＨから水中に放出されたＣＤＤＰ量を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、ナノカーボンが赤外から可視・紫外光まで広い波長範囲に渡って光吸収し、吸収した光エネルギーを熱として放出する特性を活かして、光照射によりナノカーボンから放出された熱を利用して、ナノカーボン表面選択的に高分子を合成することを特徴とするものである。特に、ナノカーボン表面の生分解ポリマー被覆することで、ナノカーボンドラッグデリバリの応用における内包薬物の放出を制御することも可能である。
【００１４】
図１は、本発明における、ナノカーボンの光変換熱による表面局所的高分子熱重合の概念図であり、左の図は、ナノカーボンに光照射すると、光エネルギーが熱に変換し、周囲を温めることを示している。右の図は、高分子のモノマーがナノカーボンの近傍にある場合、モノマーがナノカーボン表面で熱重合し、高分子被覆されることを示している。
【００１５】
本発明における、ナノカーボンとしては、特に限定されず、例えば、単層のカーボンナノチューブ、多層のカーボンナノチューブ、単層のカーボンナノホーン、多層のカーボンナノホーンのいずれであっても構わない。
また、その製造方法も特に限定されず、ＣＶＤ法、レーザーアブレーション法、アーク放電法など、いずれの方法であっても構わない。
【００１６】
また、本発明において、ナノカーボンは、その内部空間に、金属や酸化物の原子又は分子、あるいは機能性分子などを内包させたものを用いることができ、例えば、抗がん剤シスプラチン(ＣＤＤＰ)を内包したナノカーボン、ＭＲＩ診断用の造影剤であるＧｄ(ＯＡｃ)3クラスターを内包したナノカーボン等が挙げられる。
【００１７】
本発明において、ナノカーボンに被覆される高分子は、そのモノマーが熱重合するものであれば特に限定されないが、生体親和性あるいは生分解性高分子、又は機能性高分子であることが好ましい。
生体親和性あるいは生分解性高分子の例としては、ポリカプロラクトン(ＰＣＬ)、ポリ乳酸(ＰＬＡ)等が例示され、機能性高分子としては、接着性を有するポリドーパミン等が例示される。
【００１８】
図２は、カーボンナノホーン(ＣＮＨ)とカプロラクトンの混合物から、ＣＮＨによる光交換熱エネルギーを使って、ポリカプロラクトン(ＰＣＬ)をＣＮＨ表面に生成する方法を示す概念図である。
【００１９】
ポリカプロラクトン、ポリ乳酸などのエステル系高分子は、加水分解酵素などで生分解されるので、ナノカーボンを被覆すると、患部で細胞内に取り込まれ、リソソームに移動し、そこにある加水分解酵素により生分解がおこり、それに伴い、ナノカーボンに内包されたドラッグを徐放することができると期待される。これが実現すると、患部以外での薬剤垂れ流しを抑制し、少量の薬剤で治療でき、副作用の軽減が期待できる。
【００２０】
本発明の方法においては、熱重合性モノマー或いは熱重合性モノマーの溶液に、超音波処理などの方法でナノカーボンを分散させ、得られたナノカーボン分散液に、室温で光照射により反応させる。
熱重合反応には、重合開始剤及び熱重合触媒等が用いられが、これらは、熱重合性モノマー或いは熱重合性モノマーの溶液に添加しても、或いは、ナノカーボンを分散された後の分散液に添加しても良い。また、用いる重合開始剤や触媒は、特に限定されず、製造される高分子に応じて、適宜、公知のものから選択して用いることができる。
【００２１】
例えば、前述のポリカプロラクトン(ＰＣＬ)を生成させる場合であれば、直接モノマー(カプロラクトン)の溶液に重合開始剤及びＣＮＨを添加して、ＣＮＨを超音波処理により分散させた後、該分散液に、重合触媒を添加して、室温で光を照射する。
用いる重合開始剤及び触媒は、ポリカプロラクトンの製造に用いられる公知のものを用いることができ、例えば、重合開始剤として、アルコール、グリコール等の水酸基を有する化合物が、触媒として、トリフルオロメタンスルホン酸アルミニウム(Aluminum Triflate)等が用いられる。
【００２２】
本発明において、ナノカーボンに照射する光は、後述する実施例では、赤外のレーザー光を選択してあるが、ナノカーボンが赤外から可視・紫外光まで広い波長範囲に渡って光吸収するため、この波長を限られなく、分散媒及び熱重合性モノマーが吸収しない波長の光であれば利用可能である。
また、照射手段も特に限定されないが、例えば、小型ファイバーカップルレーザー装置を用いて、４００ｍＷのレーザー光を、分散液の入ったガラス試薬瓶の上部から分散液に１〜２時間照射する。
【００２３】
照射後、未反応のモノマーと触媒を除去するため、得られた試料を濾過し、エタノールなどで洗浄してから、室温で乾燥させる。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００２５】
（実施例１）
本実施例においては、ポリカプロラクトン(ＰＣＬ)で被覆されたカーボンナノホーン(ＣＮＨ)を、以下のようにして作製した。
アルゴンガス雰囲気、１０１ｋＰａの圧力のチャンバー内でグラファイト原料にＣＯ2レーザーを照射し、グラファイト原料を蒸発させ、カーボンナノホーン集合体(ＣＮＨ)を作製した。各カーボンナノホーンは単層であり、集合体粒子のサイズは８０〜１００ｎｍである。
【００２６】
ガラス試薬瓶に、カプロラクトン液体(98%,6-ヘキサノラクトン, Ｗａｋｏ)１ｍｌ、上記ＣＮＨ  １０ｍｇ、及びグリセロール(99% GC, Sigma-Aldrich)１μＬを加え、超音波処理(具体的に)により、分散液を得た。
得られた分散液に、熱重合触媒(Aluminum Triflate)(99.9％、Sigma-Aldrich)２ｍｇを加え、小型ファイバーカップルレーザー装置(BWF-808-300E, B&W TEK社)を用いて、４００ｍＷのレーザー光(波長８０８ｎｍ)を、室温で、ガラス試薬瓶の上部からナノカーボンの分散液に１〜２時間照射した後、ＣＮＨ表面にポリカプロラクトン(ＰＣＬ)が生成したことを、赤外(ＩＲ)光吸収スペクトル(Spectrum One, Perkin-Elmer)により確認した。
【００２７】
図２は、得られた赤外(ＩＲ)光吸収スペクトルであり、(ａ)は、ポリカプロラクトン(ＰＣＬ)を、(ｂ)は、ＣＮＨによる光変換熱エネルギーにてＣＮＨ表面に作成したＰＣＬ ＣＨ2Ｃｌ2にて溶解させたものを、(ｃ)は、カプロラクトン(ＣＬ)を、それぞれを示している。
【００２８】
該図に示すとおり、ＰＣＬ−ＣＮＨからＣＨ2Ｃｌ2で溶出したＰＣＬのスペクトルが通常法で作製したＰＣＬと一致し、ＣＬモノマーとは異なっていた。ＣＮＨがないとＰＣＬ生成は行われなかったことから、ＣＮＨの光吸収−熱放出によりＰＣＬ生成が起こり、生成したＰＣＬがＣＮＨ表面にあることが確認できる。
また、ＰＣＬをＣＮＨからＣＨ2Ｃｌ2を使って溶出させ、分子量をＧＰＣにて測定すると８,０００あった、これは、ＰＣＬの長さ約８５ｎｍに相当し、ＣＮＨ球状集合体の直径１００ｎｍと同程度のものが得られた。
【００２９】
（実施例２）
本実施例では、以下のようにして、開孔されたＣＮＨの内部に、ＭＲＩ診断用の造影剤であるＧｄ(ＯＡｃ)3クラスターを内包した後、光熱変換法でＰＣＬをその表面に合成した。
実施例１と同様にして得られたカーボンナノホーン集合体に対し、個々のカーボンナノホーンの側壁に開口部を形成するため、乾燥空気中で、１℃／分にて５００℃まで昇温し、自然降温を行い、部分酸化を行った。
次に、酸化されたカーボンナノホーン集合体(ＣＮＨｏｘと記す)５０ｍｇと酢酸ガドリニウム・４水和物(Ｇｄ(ＯＡｃ)3・４Ｈ2Ｏ(シグマアルドリッチ社製；純度９９.９％以上))５０ｍｇを、三角フラスコに入れたエタノール２０ｃｍ3中で混合し、室温で２４時間攪拌した後、孔径０.２μｍのメンブレンフィルターで濾過した。そして、濾過して得た粉末を、再びエタノール(２０ｃｍ3)中に分散し、２０秒間超音波処理した後、再び濾過し、その後真空中(１ｋＰａ)で１２時間乾燥し、酢酸ガドリニウムを内包したカーボンナノホーン集合体(ＧｄＯＡｃ3＠ＣＮＨと記す)を得た。
得られたＧｄＯＡｃ3＠ＣＮＨに、実施例１と同様にして、その表面にポリカプロラクトン(ＰＣＬ)を被覆した複合物(ＧｄＯＡｃ3＠ＣＮＨ−ＰＣＬ)を生成した。
【００３０】
図４は、光熱合成法より高分子被覆したＣＮＨの電子顕微鏡(ＴＥＭ)写真と元素分析結果を示す図であり、(ａ)は、開孔したＣＮＨのＴＥＭ像を、(ｂ)は、高分子ＰＣＬ被覆したＣＮＨのＴＥＭ像を、(ｃ)は、Ｇｄ(ＯＡｃ)3を内包したＣＮＨを高分子ＰＣＬ被覆した複合物(ＧｄＯＡｃ3＠ＣＮＨ−ＰＣＬ)のＴＥＭ像を、それぞれ示している。
また、図５は、上記複合物(ＧｄＯＡｃ3＠ＣＮＨ−ＰＣＬ)のエネルギー分散型Ｘ線分析(ＥＤＸ)スペクトルを示している。
結果、作製プロセスにおいて、溶出することもなく、医療応用薬剤内包ＣＮＨをＰＣＬで包んだものが作製できる可能性があることが分かった。
【００３１】
（実施例３）
本実施例においては、ポリドーパミン(ＰＤＡ)で被覆されたカーボンナノホーン(ＣＮＨ)を、以下のようにして作製した。
【００３２】
ガラス試薬瓶を用いて、ドーパミン(Dopamine Hydrochloride、99.3%、ＬＫＴLaboratories)２０ｍｇをＴｒｉｓ(Trizma base、Sigma、99.9%)の１０ｍＭ水溶液(ｐＨ８.５)５ｍＬに溶解させたのち、上記［００２５］に記載のＣＮＨ１０ｍｇを加え、超音波処理(０℃にて１分間)により分散させ、その後、０℃または室温(２０℃)にて、キセノンランプ光(波長２５０−２０００ｎｍ、２Ｗ,ビーム系１ｃｍ、Hamamatsu, LIGHTNINGCURETMLC5)を照射し(３０分、１時間、２時間、４時間、及び６時間)、ＣＮＨ表面にポリドーパミンを合成した。
ＣＮＨ表面にＰＤＡが生成したことを、透過電子顕微鏡(ＴＥＭ)により確認し、熱重量分析(ＴＧＡ)にて定量分析した。
【００３３】
図６は、得られたＴＥＭ像であり、(ａ)は、光照射せずに室温にて３０分作成した場合のＣＮＨを、(ｂ)は、室温(２０℃)にて３０分間光照射し、ＣＮＨによる光変換熱エネルギーにてＣＮＨ表面にＰＤＡを作成したＣＮＨを、それぞれを示している。
図７は、ＰＤＡ−ＣＮＨに含まれるＰＤＡ量計測のための熱重量分析(ＴＧＡ)結果であり、室温にて３０分間、光照射ありと無しの条件で反応させて得られたＰＤＡ−ＣＮＨの測定結果を示している。
図８は、反応温度０℃にて、反応時間を３０分、１時間、２時間、４時間、６時間に変えて、光照射なしとありの場合のＰＤＡ量をＴＧＡにて測定した結果を示している。
【００３４】
図６に示すとおり、ＰＤＡ−ＣＮＨのＴＥＭ写真((ｂ))では、ＣＮＨをＰＤＡ重合体が表面被覆していることがわかる。光照射せずに作成した場合には、ＰＤＡは作製されずＣＮＨの表面にはＰＤＡ被覆が見られなかった(図６(ａ))。
また、図７のＴＧＡの結果から、ＰＤＡ生成量は、室温キセノン光照射３０分では、ＰＤＡ生成量０.１１ｇ／ｇ(ＰＤＡ／ＣＮＨ)であり、光照射なしの場合は、０.９ｇ／ｇ(ＰＤＡ／ＣＮＨ)であった。
さらに、温度０℃において、キセノン光照射有りまたは無しの条件下における生成ＰＤＡ量を、反応時間を変えて調べた結果(図８)から、光照射したほうが、ＰＤＡ生成量がやや高かった。光照射の有無によるＰＤＡ生成量には大きな差がない(図７、８)ものの、光照射するとＣＮＨ表面選択的にＰＤＡが生成することが分かった(図６)。
このＣＮＨ表面選択的ＰＤＡ被覆は、ＣＮＨ内部に内包した薬剤の閉じ込めに有利であることを次の実施例４により示す。
【００３５】
（実施例４）
本実施例では、以下のようにして、開孔されたＣＮＨの内部に、抗がん剤シスプラチン(Ｐｔ(ＮＨ2)2Ｃｌ2、ＣＤＤＰと記す)クラスターを内包した後、光熱変換法でＰＤＡをその表面に合成した。
【００３６】
上記［００２５］に記載のＣＮＨ集合体に対し、個々のカーボンナノホーンの側壁に開口部を形成するため、乾燥空気中で、１℃／分にて５００℃まで昇温し、自然降温を行い、部分酸化を行った。
次に、酸化されたカーボンナノホーン集合体(ＣＮＨｏｘと記す)３３ｍｇとＣＤＤＰ(Wako、97.0%)３４.４ｍｇを、三角フラスコに入れたエタノール２０ｍＬと水１０ｍＬの混合溶液に加えて５分間バス型ソニケーターを使って混合し、室温で１２時間攪拌した後、２時間静置させた。孔径０.１μｍのメンブレンフィルター(waterman)で濾過し、１０ｍＬのエタノールで洗浄した。濾過して得られた粉末を、窒素気流中乾燥させ、ＣＤＤＰを内包したカーボンナノホーン集合体(ＣＤＤＰ＠ＣＮＨと記す)を得た。
【００３７】
図９(ａ)が、シスプラチン(ＣＤＤＰ)内包ＣＮＨ(ＣＤＤＰ＠ＣＮＨ)のＴＥＭ写真であり、ＣＤＤＰ＠ＣＮＨのＴＥＭ写真では、黒い点がＣＤＤＰクラスターであり、それらはＣＮＨ内に入っていることがわかる。ＣＤＤＰ＠ＣＮＨではＣＤＤＰが１５％であることを原子吸光測定によるＰｔ量測定から確認した。
【００３８】
得られたＣＤＤＰ＠ＣＮＨに、実施例１と同様にして、その表面にＰＤＡを被覆した複合物(ＰＤＡ−ＣＤＤＰ＠ＣＮＨ)を作製した。
図９(ｂ)が、ＰＤＡ被覆ＣＤＤＰ−ＣＮＨ(ＰＤＡ-ＣＤＤＰ-ＣＮＨ)のＴＥＭ写真であり、ＰＤＡ−ＣＤＤＰ＠ＣＮＨのＴＥＭ写真では、表面がＰＤＡにより被覆されていることがわかる。このＴＥＭ写真では、表面がＰＤＡで被覆されているために、ＣＤＤＰクラスターははっきり見えていない。ＰＤＡ−ＣＤＤＰ＠ＣＮＨ中のＣＤＤＰ含有量は原子吸光測定のより８％であった。
【００３９】
ＰＤＡが表面を覆うためＰＤＡ−ＣＤＤＰ＠ＣＮＨからは水中においてＣＤＤＰが溶出しないことを、以下に示す。
ＰＤＡ−ＣＤＤＰ−ＣＮＨ(５ｍｇ)を透析膜(Float A Lyzer, MWCO 50000, Diameter 5 mm, Volume 1mL: Spectra/Por CE)中にいれ、水(５００ｃｃ)に浸した(室温)。浸漬後、０.５時間、１時間、６時間、７３時間、１１８時間、及び１４３時間経過するごとに、透析膜外の水溶液を５ｍＬ採取し、原子吸光によりＣＤＤＰのＰｔ量を計測した。
【００４０】
図１０は、その結果を示す図であり、図中、積算放出量(Acumulated release)の１００％は内包ＣＤＤＰ量全量に相当する。
図から明らかなように、ＣＤＤＰ−ＣＮＨを用いた時(―●−)には、時間経過にともないＣＤＤＰがＣＮＨから漏出したが、ＰＤＡ−ＣＤＤＰ−ＣＮＨでは(−■−)、ＣＤＤＰのＣＮＨからの漏出はほとんどないことが明らかとなった。
結果、作製プロセスにおいて、ＣＤＤＰが溶出することもなく、医療応用薬剤ＣＤＤＰ内包ＣＮＨをＰＤＡで包んだものが作製できることが分かった。
【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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