(57)【要約】  両親媒性重合体、その合成およびその使用が開示される。重合体は、‐ＣＯＯＨ側基を持つ炭化水素骨格を備えている。重合体はさらに、３〜２０個の炭素原子および０〜３個のヘテロ原子を有する主鎖を持つ第１の脂肪族部分、ならびに３〜８０個の炭素原子および２〜４０個のヘテロ原子の主鎖を持つ第２の脂肪族部分を備えている。第２の脂肪族部分は共重合可能な基を備える。合成においては、ｎが１０〜１００００の整数で、かつＲ１がＨまたはメチル基である化学式（Ｉ）の無水マレイン酸重合体が、３〜２０の炭素原子および０〜２のヘテロ原子のアルキル鎖を持つ単官能基化合物、ならびに３〜８０の炭素原子および０〜４０のヘテロ原子のアルキル鎖を持つ少なくとも２つの官能基を有する化合物との反応が行われる。単官能基化合物の官能基および少なくとも２つの官能基を有する化合物の１つの官能基は、無水物と結合を生じてもよい。少なくとも２つの官能基を有する化合物の、無水マレイン酸重合体との反応が許されない別の官能基は共重合可能である。
2010539320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両親媒性重合体を形成するための方法において、前記両親媒性重合体が炭化水素骨格を含み、前記炭化水素骨格が（ｉ）‐ＣＯＯＨ側基、（ｉｉ）３〜２０個の炭素原子およびＮ,Ｏ,Ｓ,Ｓｅ,Ｓｉからなる群から選択される０〜３個のヘテロ原子を有する主鎖を備える第１の脂肪族部分、ならびに（ｉｉｉ）共重合可能な基を備える第２の脂肪族部分を有し、前記第２の脂肪族部分が３〜８０個の炭素原子およびＮ,Ｏのいずれかから選択される
２〜４０個のヘテロ原子を有する主鎖を備え、
前記方法が化学式（Ｉ）
【化１】
2010539320.tif 000018
（式中、ｎは１０〜１００００の整数であり、かつ
Ｒ１はＨまたはメチルである）
の無水マレイン酸重合体を、
３〜２０個の炭素原子およびＮ,Ｏ,Ｓ,Ｓｅ,Ｓｉからなる群から選択される０〜２個のヘテロ原子を有するアルキル鎖を備える単官能基化合物であって、前記単官能基化合物の前記官能基が無水物との結合を形成することができる単官能基化合物、および
３〜８０個の炭素原子およびＮ,Ｏのいずれかから選択される０〜４０個のヘテロ原
子を備えるアルキル鎖を備えるとともに、少なくとも２つの官能基を有する化合物であって、前記少なくとも２つの官能基を有する化合物の１つの官能基が無水物との結合を形成することができ、前記少なくとも２つの官能基を有する化合物の別の官能基が共重合可能であるような、少なくとも２つの官能基を有する化合物
と、適切な溶媒中で反応させるステップを備え、
前記少なくとも２つの官能基を有する化合物のうち、無水物との結合を形成可能な唯一の官能基が化学式（Ｉ）の無水マレイン酸との反応を可能にする、両親媒性重合体を形成するための方法。
【請求項２】
前記単官能基化合物の官能基がアミノ基、ヒドロキシル基、チオール基、セレノール基、ハロゲン、エーテル基またはチオエーテル基のうちの１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記単官能基化合物が５〜１５個の炭素原子および０〜２個のヘテロ原子を有するアルキル鎖を備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記単官能基化合物がアルキルアミンである、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記単官能基化合物がｎ‐オクチルアミンである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも２つの官能基を有する化合物の前記共重合可能な官能基が、アミノ基、ヒドロキシル基、および末端Ｃ＝Ｃ結合、アリル基、アリルグリシジルエーテル基、エポキ
シド基、オキセタン基、内部Ｃ＝Ｃ結合、末端Ｃ≡Ｃ基、内部Ｃ≡Ｃ基、末端共役‐Ｃ＝Ｃ‐Ｃ＝Ｃ‐基、またはそれらの置換誘導体を含む基のうちの１つである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
末端Ｃ＝Ｃ結合を含む前記官能基が、ビニル基およびアクリル基の１つである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
無水物との結合を形成可能である前記少なくとも２つの官能基を有する化合物の前記官能基が、その前記共重合可能な官能基と異なる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
ｎが１０〜４００の整数である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
ｎが３２である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも２つの官能基を有する化合物がポリエチレングリコールまたはジアミノアルキル‐ポリエチレングリコールである、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ポリエチレングリコールがＰＥＧ６００である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ジアミノアルキル‐ポリエチレングリコールがジアミノプロピルＰＥＧである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ジアミノアルキル‐ポリエチレングリコールがＰＥＧ（ＮＨ２）２１５００である、請求項１１または１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記単官能基化合物がビニルアミン、ヒドロキシルアルキルアクリル酸エステルおよびアミノアルキルアクリル酸アミドのうちの１つである、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記ビニルアミンが２‐プロペン‐１‐アミンまたはアミノプロピルビニルエーテルである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記方法が塩基の存在下で行われる、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記塩基が非求核塩基である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記塩基がリチウムジイソプロピルアミド、リチウムテトラメチルピペリジド、ジイソプロピルエチルアミン（ヒューニッヒ塩基）、１，５‐ジアザビシクロ［４．３．０］‐ノン‐５‐エン、１，８‐ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ‐７‐エン、ビス（トリメチルシリル）アミド、ヘキサメチルジシラザンおよびビスメシチルマグネシウムのうちの１つである、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
両親媒性重合体を形成するための方法であって、前記両親媒性重合体が炭化水素骨格を含み、前記炭化水素骨格が（ｉ）‐ＣＯＯＨ側基、（ｉｉ）３〜２０個の炭素原子およびＮ,Ｏ,Ｓ,Ｓｅ,Ｓｉからなる群から選択される０〜３個のヘテロ原子を有する主鎖を備える第１の脂肪族部分、ならびに（ｉｉｉ）共重合可能な基を備える第２の脂肪族部分を有し、前記第２の脂肪族部分はポリ（エチレンオキシド）を含む鎖を有し、
前記方法が化学式（Ｉ）
【化２】
2010539320.tif 000019
（式中、ｎは１０〜１００００の整数であり、かつ
Ｒ１はＨまたはメチルである）
の無水マレイン酸重合体を、
３〜２０個の炭素原子およびＮ,Ｏ,Ｓ,Ｓｅ,Ｓｉからなる群から選択される０〜２個のヘテロ原子を有するアルキル鎖を備える単官能基化合物であって、前記単官能基化合物の前記官能基が無水物との結合を形成することができる単官能基化合物、および
ポリエチレングリコールまたはジアミノアルキル‐ポリエチレングリコールであって、前記ポリエチレングリコールまたはジアミノアルキル‐ポリエチレングリコールの一方のみの末端基が化学式（Ｉ）の無水マレイン酸重合体と反応することができる、ポリエチレングリコールまたはジアミノアルキル‐ポリエチレングリコール
と、適切な溶媒中で反応させるステップを備える、両親媒性重合体を形成するための方法。
【請求項２１】
前記ポリエチレングリコールがＰＥＧ６００である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記ジアミノアルキル‐ポリエチレングリコールがジアミノプロピルＰＥＧである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記ジアミノアルキル‐ポリエチレングリコールがＰＥＧ（ＮＨ２）２１５００である、請求項２０または２２に記載の方法。
【請求項２４】
化学式（ＩＩ）
【化３】
2010539320.tif 000020
（式中、ｍ,ｏ,ｐのそれぞれは独立して選択される３〜４００の整数であり、ｍ＋ｏ＋ｐの合計は１０〜１００００の範囲になるように選択され、
Ｒ２は３〜２０個の炭素原子およびＮ,Ｏ,Ｓ,Ｓｅ,Ｓｉからなる群から選択される０〜３個のヘテロ原子を有する主鎖を持つ第１の脂肪族部分であり、
Ｒ３は３〜８０個の炭素原子およびＮ,Ｏのいずれかから選択される０〜４０個のヘテ
ロ原子を有する主鎖を持つ第２の脂肪族部分であるとともに、Ｒ３が共重合可能な基を備える、化学式（ＩＩ）の両親媒性重合体。
【請求項２５】
前記部分Ｒ３の前記共重合可能な基が、アミノ基、ヒドロキシル基、および末端Ｃ＝Ｃ結合を含む基のうちの１つである、請求項２４に記載の両親媒性重合体。
【請求項２６】
Ｒ２がアルキルアミノ基である、請求項２４または２５に記載の両親媒性重合体。
【請求項２７】
Ｒ２がｎ‐オクチルアミノ基である、請求項２６に記載の両親媒性重合体。
【請求項２８】
Ｒ３がポリ（エチレンオキシド）を含む鎖が特徴である、請求項２４〜２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
鎖を含む前記ポリ（エチレンオキシド）がポリエチレングリコールまたはジアミノアルキル‐ポリエチレングリコール部分を含む、請求項２８に記載の両親媒性重合体。
【請求項３０】
前記ポリエチレングリコール部分がＰＥＧ６００である、請求項２９に記載の両親媒性重合体。
【請求項３１】
前記ジアミノアルキル‐ポリエチレングリコール部分がジアミノプロピルＰＥＧである、請求項２９に記載の両親媒性重合体。
【請求項３２】
前記ジアミノアルキル‐ポリエチレングリコール部分がＰＥＧ（ＮＨ２）２１５００である、請求項２９に記載の両親媒性重合体。
【請求項３３】
前記両親媒性重合体が請求項１〜２３のいずれか１項に記載の方法に従って得られる、請求項２４〜３２のいずれか１項に記載の両親媒性重合体。
【請求項３４】
前記両親媒性重合体が少なくとも原則的に架橋を含まない、請求項２４〜３３のいずれか１項に記載の両親媒性重合体。
【請求項３５】
ｍ,ｏ,ｐのそれぞれが独立して選択される３〜３００の整数であり、ｍ＋ｏ＋ｐの合計が１０〜４００の範囲となるように選択される、請求項２４〜３９のいずれか１項に記載の両親媒性重合体。
【請求項３６】
ｍ,ｏ,ｐのそれぞれが独立して選択される３〜４０の整数であり、ｍ＋ｏ＋ｐの合計が１０〜５０の範囲となるように選択される、請求項２４〜３５のいずれか１項に記載の両親媒性重合体。
【請求項３７】
ｍ＋ｏ＋ｐの合計が３２である、請求項２４〜３６のいずれか１項に記載の両親媒性重合体。
【請求項３８】
ｐ／（ｍ＋ｏ）の比が０〜２０の範囲にある、請求項２４〜３７のいずれか１項に記載の両親媒性重合体。
【請求項３９】
前記ｐ／（ｍ＋ｏ）の比が約１である、請求項３８に記載の両親媒性重合体。
【請求項４０】
（ｉ）適切な溶媒にナノ結晶を提供するステップと、
（ｉｉ）前記ナノ結晶を請求項２４〜３９のいずれか１項に従った両親媒性重合体と接
触させるステップと、
（ｉｉｉ）前記両親媒性重合体および前記ナノ結晶の間の非共有結合性相互作用または共有結合性相互作用が生じるようにさせ、それによって水溶性ナノ結晶を形成するステップと
を備える、水溶性ナノ結晶の製造方法。
【請求項４１】
前記提供されたナノ結晶が半導体材料である、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記半導体材料が少なくとも１つの金属および半金属を含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記提供されたナノ結晶が非極性溶媒に可溶である、請求項４０〜４２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４４】
前記提供されたナノ結晶がその表面上に非共有結合性相互作用を介して１つ以上の脂肪族側鎖を含む配位性溶媒を含む、請求項４０〜４３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４５】
前記配位性溶媒の少なくとも一部分が請求項２４〜３９のいずれか１項に記載の前記両親媒性重合体と交換される、請求項４０〜４４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４６】
前記両親媒性重合体および前記ナノ結晶の間の前記非共有結合性相互作用または共有結合性相互作用が配位結合、カシミール相互作用、疎水性相互作用、水素結合、溶媒和力およびファンデルワールス相互作用のうちの少なくとも１つである、請求項４０〜４５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４７】
前記ナノ結晶が提供される溶媒が非プロトン性溶媒である、請求項４０〜４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４８】
前記ナノ結晶が提供される前記溶媒が非プロトン性非極性溶媒である、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記非プロトン性非極性溶媒がミネラルオイル、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、ピリジン、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、二硫化炭素、ジオキサン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルおよびテトラヒドロフランのうちの１つである、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記ナノ結晶が提供される前記溶媒が、前記両親媒性重合体および前記ナノ結晶の間の非共有結合性相互作用または共有結合性相互作用が生じることを可能にした後に除去される、請求項４０〜４９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５１】
前記両親媒性重合体が適切な溶媒中のナノ結晶に添加される、請求項４０〜５０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５２】
前記両親媒性重合体が極性溶媒中に提供される、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記両親媒性重合体が極性プロトン性溶媒中に提供される、請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記極性プロトン性溶媒が水である、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記ナノ結晶が量子ドットである、請求項４０〜５４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５６】
水溶性ナノ結晶を形成するための方法において、
（ｉ）適切な溶媒にナノ結晶を提供するステップと、
（ｉｉ）両親媒性重合体を持つ前記ナノ結晶を接触させるステップであって、前記両親媒性重合体が炭化水素骨格を含み、前記炭化水素骨格が（ア）極性側基、（イ）３〜２０個の炭素原子およびＮ,Ｏ,Ｓ,Ｓｅ,Ｓｉからなる群から選択される０〜３個のヘテロ原子を有する主鎖を備える第１の脂肪族部分、ならびに（ウ）３〜８０個の炭素原子およびＮ,Ｏのいずれかから選択される０〜４０個のヘテロ原子を有する主鎖を備える第２の脂肪
族部分を有し、前記第２の脂肪族部分が共重合可能な基を備える、両親媒性重合体を持つ前記ナノ結晶を接触させるステップと、
（ｉｉｉ）前記両親媒性重合体および前記ナノ結晶の間の非共有結合性相互作用または共有結合性相互作用によって水溶性ナノ結晶を形成するステップと
を備える方法。
【請求項５７】
前記第２の脂肪族部分の前記共重合アリルグリシジルエーテル基、エポキシド基、オキセタン基、内部Ｃ＝Ｃ基、末端Ｃ≡Ｃ基、内部Ｃ≡Ｃ基、末端共役‐Ｃ＝Ｃ‐Ｃ＝Ｃ‐基またはこれらの置換誘導体のうちの１つである、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記第１の脂肪族部分がアルキルアミド基である、請求項５６または５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記第１の脂肪族部分がｎ‐オクチルアミド基である、請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
前記両親媒性重合体が請求項２４〜３９のいずれか１項に記載の両親媒性重合体である、請求項５６〜５９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６１】
前記両親媒性重合体の前記第２の脂肪族部分の前記共重合可能な基が架橋されることを可能にするステップをさらに含む、請求項５６〜６０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６２】
前記共重合可能な基が架橋されることを可能にするステップが、前記両親媒性重合体が少なくとも２つの官能基を有する（単量体）化合物と反応させることによってもたらされ、
前記少なくとも２つの官能基を有する（単量体）化合物の２つ以上の官能基が前記両親媒性重合体の前記第２の脂肪族部分の前記共重合可能な基と架橋を形成することができる、請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記共重合可能な基が架橋されることを可能にするステップが、前記両親媒性重合体の前記第２の脂肪族部分の前記共重合可能な基の前記少なくとも２つの官能基を有する化合物との共重合が生じるようにすることによってもたらされる、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
前記少なくとも２つの官能基を有する（単量体）化合物の少なくとも１つの官能基が、アミノ基、ヒドロキシル基、チオール基、セレノール基、ハロゲン、エーテル基、チオエーテル基、エポキシ基、ニトロ基、トリハロシリル基、末端Ｃ＝Ｃ基、および末端Ｃ≡Ｃ基のうちの１つである、請求項６２または６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記少なくとも２つの官能基を有する化合物が水溶性である、請求項６２〜６４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６６】
前記少なくとも２つの官能基を有する（単量体）化合物が、Ｎ‐ビニルピロリドン、アクリル酸、アクリル酸エステル、アクリル酸アミド、またはビニルエーテル誘導体のうちの１つである、請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
前記アクリル酸アミドがＮ‐イソプロピルアクリルアミドである、請求項６５に記載の方法。
【請求項６８】
前記両親媒性重合体が少なくとも２つの官能基を有する化合物と反応するステップが極性プロトン性溶媒中で行われる、請求項６３〜６７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６９】
前記極性プロトン性溶媒が水である、請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
前記共重合可能な基が架橋されることを可能にするステップが、前記両親媒性重合体の前記第２の脂肪族部分の前記共重合可能な基が互いに架橋重合できるようにすることによってもたらされる、請求項６３に記載の方法。
【請求項７１】
前記共重合可能な基が少なくとも２つの官能基を有する（単量体）化合物を加えずに互いに架橋重合できるようにする、請求項７０に記載の方法。
【請求項７２】
前記両親媒性重合体の前記第２の脂肪族部分の前記共重合可能な基が架橋されることを可能にするステップが、適切な開始剤を加えるステップを含む、請求項６１〜７１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７３】
前記両親媒性重合体の前記第２の脂肪族部分の前記共重合可能な基が架橋されることを可能にするステップが、複数の水溶性ナノ結晶が埋め込まれている重合体網目構造の前記形成を可能にするステップを含む、請求項６１〜７２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７４】
前記両親媒性重合体中の前記ナノ結晶の量が約０．０１％（ｖ／ｖ）から約５０％（ｖ／ｖ）までの範囲である、請求項７３に記載の方法。
【請求項７５】
前記ナノ結晶が量子ドットである、請求項５６〜７４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７６】
水溶性ナノ結晶であって、前記水溶性ナノ結晶がその表面上に非共有結合性相互作用または共有結合性相互作用を介して請求項２４〜３９のいずれか１項に記載の両親媒性重合体を含む水溶性ナノ結晶。
【請求項７７】
請求項５６〜７２のいずれか１項に記載の前記方法によって得られる、請求項６６に記載の水溶性ナノ結晶。
【請求項７８】
水溶性ナノ結晶であって、前記水溶性ナノ結晶が請求項４０〜５５のいずれか１項に記載の前記方法によって得られる、水溶性ナノ結晶。
【請求項７９】
ナノ結晶が埋め込まれている重合体網目構造の前記形成のための請求項７６〜７８のいずれか１項に記載の水溶性ナノ結晶。
【請求項８０】
前記両親媒性重合体中のナノ結晶の量が約０．０１％（ｖ／ｖ）から約５０％（ｖ／ｖ）までの範囲である、ナノ結晶が埋め込まれている重合体網目構造の前記形成のための請求項７９に記載の水溶性ナノ結晶。
【請求項８１】
前記両親媒性重合体がその表面上に側鎖を備え、前記側鎖が３〜８０個の炭素原子およびＮ,Ｏのいずれかから選択される０〜４０個のヘテロ原子を備えるアルキル鎖を備え、前
記側鎖が共重合可能な基を備え、
前記第２の脂肪族部分の前記共重合可能な基が架橋され、それによって重合体網目構造を設ける、請求項７６〜７９のいずれか１項に記載の水溶性ナノ結晶。
【請求項８２】
前記第２の脂肪族部分の前記共重合可能な基が共重合によって少なくとも２つの官能基を有する化合物と架橋され、
前記少なくとも２つの官能基を有する化合物の２つ以上の官能基が前記両親媒性重合体の前記第２の脂肪族部分の前記共重合可能な基との結合を形成することができる、請求項８１に記載の水溶性ナノ結晶。
【請求項８３】
少なくとも２つの官能基を有する化合物の少なくとも１つの官能基がアミノ基、ヒドロキシル基、チオール基、セレノール基、ハロゲン、エーテル基、チオエーテル基、エポキシ基、ニトロ基、トリハロシリル基、末端Ｃ＝Ｃ基、および末端Ｃ≡Ｃ基のうちの１つである、請求項８２に記載の水溶性ナノ結晶。
【請求項８４】
前記第２の脂肪族部分の前記共重合可能な基がクロス共重合によって互いに架橋される、請求項８３に記載の水溶性ナノ結晶。
【請求項８５】
前記水溶性ナノ結晶が請求項５６〜７０のいずれか１項の前記方法によって得られる、請求項８１〜８４のいずれか１項に記載の水溶性ナノ結晶。
【請求項８６】
炭化水素骨格を含む両親媒性重合体であって、前記炭化水素骨格が（ｉ）極性側基ならびに（ｉｉ）３〜８０個の炭素原子およびＮ,Ｏのいずれかから選択される０〜４０個のヘ
テロ原子を有するアルキル鎖を備える側鎖を有し、前記側鎖が、重合体網目構造の形成のための共重合可能な基を備えている、炭化水素骨格を含む両親媒性重合体。
【請求項８７】
前記共重合可能な基が重合体網目構造の前記形成のためのアミノ基、ヒドロキシル基、および末端Ｃ＝Ｃ結合を含む基のうちの１つである、請求項８６に記載の両親媒性重合体。
【請求項８８】
前記共重合可能な基が前記側鎖の頭部基である、請求項８６または８７に記載の両親媒性重合体。
【請求項８９】
前記両親媒性重合体が重合体網目構造の前記形成のための請求項２４〜３９のいずれか１項に記載の両親媒性重合体である、請求項８６〜８８のいずれか１項に記載の両親媒性重合体。
【請求項９０】
重合体網目構造の前記形成における、請求項２４〜３９のいずれか１項に記載の両親媒性重合体の使用。
【請求項９１】
前記両親媒性重合体が埋め込まれたナノ結晶を含む、請求項９０に記載の使用。
【請求項９２】
前記両親媒性重合体に埋め込まれたナノ結晶の量が約０．０１％（ｖ／ｖ）から約５０％（ｖ／ｖ）までの範囲である、請求項９１に記載の使用。
【請求項９３】
ナノ結晶が、前記両親媒性重合体および前記ナノ結晶の間の非共有結合性相互作用または共有結合性相互作用を介して前記重合体網目構造中に埋め込まれている、請求項９１または９２に記載の使用。
【請求項９４】
前記両親媒性重合体が請求項１〜２３のいずれか１項の方法によって得られる、請求項９０〜９３のいずれか１項に記載の使用。
【請求項９５】
前記重合体網目構造が前記両親媒性重合体の前記第２の脂肪族部分の前記共重合可能な基が架橋されることを可能にすることによって得られる、請求項９０〜９４のいずれか１項
に記載の使用。
【請求項９６】
前記重合体網目構造が前記両親媒性重合体を少なくとも２つの官能基を有する化合物と反応させることによって得られ、
前記少なくとも２つの官能基を有する化合物の２つ以上の官能基が前記両親媒性重合体の前記第２の脂肪族部分の前記共重合可能な基との結合を形成することができる、請求項９５に記載の使用。
【請求項９７】
前記共重合可能な基の架橋を可能にするステップが、前記両親媒性重合体の前記第２の脂肪族部分の前記共重合可能な基が互いにクロス重合を可能にすることによってもたらされる、請求項９５に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両親媒性重合体およびその形成方法を提供する。また、両親媒性重合体を用いる水溶性ナノ結晶の形成方法およびそれに相当する水溶性ナノ結晶およびその使用方法が提供される。
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００７年９月１９日に米国特許商標局に提出し、正式に出願番号第６０／９７３，６１９号を与えられた「ナノ粒子の被覆、可溶化および官能性付与のための多目的プラットフォーム」に対する出願を参照し、また優先権の利益を主張するものである。２００７年９月１９日提出の当該の出願の内容は、ＰＴＣ条約規則４．１８に基づいて、本明細書に含まれておらず、またＰＴＣ条約規則２０．５（ａ）で言及される明細書、特許請求の範囲または図面のあらゆる要素または部分の組み込みを含むあらゆる目的のため、参照によって本明細書に組み込まれる。  
【背景技術】
【０００２】
調節可能な狭い発光スペクトルおよび広い吸収スペクトルを持つ独特のサイズ／組成を持ち、通常、量子ドット（ＱＤ）と呼ばれる高発光性の半導体ナノ結晶は、光電子工学および生物学における応用が有望であることから、過去１０年において大いに注目を集めている。この応用範囲は、太陽電池、発光ダイオード、レーザー技術、および化学センシングから、バイオイメージングにまで及ぶ。
【０００３】
高品質量子ドットの作製は、多くの場合、安定化リガンドとしてトリ‐ｎ‐オクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰＯ）の存在下にて高温で行われる。結果として、ナノ粒子は疎水性分子であるＴＯＰＯの単層で被覆され、ＱＤは非極性溶媒に可溶で、水溶液中で分散しなくなる。ＱＤ表面でのＴＯＰＯリガンドの交換は、通常、ＱＤの発光特性に多大な影響を与え、多くの場合、全体的な蛍光量子収率を低下させる。ＱＤ表面の官能基の量およびその結果生じる単層被覆の安定性の制御は、限られることがわかっている。多くの場合、ＱＤ表面に存在する多官能基を持つＱＤを得たいと思うであろう。ＴＯＰＯをいくつかの別のリガンドで交換するのは問題がある。異なるリガンド間の分子間相互作用ではなく主としてＱＤ表面に対するリガンドの親和性の違いは、例えば両性イオン性ＱＤなどを得ることを妨げる。半導体ナノ結晶の表面上の短分子リガンドは、化学的および光化学的分解方法に対する脆弱な障壁でもあり、したがって当該のリガンド‐被覆ＱＤは健康および環境リスクを有する可能性がある。
【０００４】
近年、高品質の疎水性ＱＤを合成するための数多くの効果的なアプローチが報告され、その結果として、様々な生物応用のための表面修飾を介した疏水性ＱＤを親水性に転換するためのいくつかの新しい方法が開発された。ＱＤを水溶性にするための、現在、最も一般的な方法は、疎水性の表面被覆リガンド（長いアルキル鎖）の低分子の２官能基有機リガンドとの直接交換を含む。あるいは、疎水性ＱＤは、両親媒性分子を用いることによって、例えば、疎水性のＴＯＰＯなど、ＱＤ表面上の疎水性リガンドとの疎水性‐疎水性相互作用を通じて水にも可溶化されている。例えば、リン脂質、カリックスアレーン、シクロデキストリン、および複雑な共重合体（特に、ポリアクリル酸誘導体）などの低分子がこの目的に用いられてきた。このアプローチの重要な利点としては、リガンド交換ステップの省略およびＱＤの光学的特性の低下をもたらす恐れがあるＱＤ表面への影響を及ぼさない、官能性の容易な導入などが挙げられる。
【０００５】
ＱＤを被覆する方法としての非共有結合性疎水性相互作用の活用は、記載された問題の一部の解決方法であるが、現在利用可能な技術は、ある特定の被覆で全ての問題を解決す
ることはできない。
【０００６】
重合体による疎水性相互作用を用いるＱＤの修飾に関する最初の報告において、非特許文献１は４０％１，２‐ジパルミトイル‐ｓｎ‐グリセロ‐３‐ホスホエタノールアミン‐Ｎ‐［メトキシ（ポリエチレングリコール）‐２０００］および６０％１，２‐ジパルミトイル‐ｓｎ‐グリセロ‐３‐ホスホコリンの混合物から成るＱＤをミセルの疎水性コアの中に封入した。ミセルはナノ粒子に対して疎水性界面を提供し、高いコロイド安定性を維持した。生体高分子を共役するために、アミン基付加されたポリエチレングリコール（ＰＥＧ）がさらに用いられてもよい。ＰＥＧ層の存在は、ＱＤを可溶化するための必要条件だった。当該の方法は、ＰＥＧ被覆を用いずに多用途のＱＤ表面の化学的性質を得るためには適していない。
【０００７】
重合体ミセルの形成ではなく、両親媒性重合体によるＱＤの直接的被覆を利用する別のアプローチがその後開発された。両親媒性のアルキル修飾された（オクチルアミンまたはイソプロピルアミン）低分子量ポリアクリル酸は、ＴＯＰＯで保護されたナノ結晶を被覆し、ＱＤを水に可溶化することを示すことに成功した（非特許文献２；非特許文献３；非特許文献４）。最近の研究で、ルカルディーニら（同文献）は被覆されたＱＤの脂質膜とのｐＨ依存性相互作用について報告した。彼らは、生物学的緩衝液中において、重合体で被覆されたＱＤと膜の間の相互作用が緩衝液のｐＨによって制御可能であることを見いだした。ガオら（Ｇａｏ，ｅｔ  ａｌ．）の研究では、ポリブチルアクリレート部分（疎水性）、ポリエチルアクリレート部分（疎水性）、およびポリメタクリル酸部分（親水性）から成る高分子量の両親媒性ＡＢＣトリブロック共重合体がＱＤの直接封入に用いられた（非特許文献５）。
【０００８】
疎水性炭化水素側鎖およびアミン末端修飾ＰＥＧは、メタクリル酸の誘導体化に用いられた。
上記に記載された方法は両親媒性重合体に基づいてＱＤを可溶化するが、ＱＤの存在下でカップリング剤を用いてＱＤ表面のさらなる官能性付与また誘導体化を行わなければならない。不必要な追加作業を伴い、また蛍光のクエンチングを引き起こす可能性があることから、これは通常望ましくない。
【０００９】
疎水性ＱＤを水に直接移すために用いられる別のクラスの重合体は、ポリ（無水マレイン酸ａｌｔ‐１‐テトラデセン）である（非特許文献６；非特許文献７）。重合体シェルの安定性は、ビス（６‐アミノヘキシル）アミン架橋剤の添加によって増大した。本アプローチの１つの不利点は、一定の疎水性鎖およびカルボキシル基の数である。例えば、ＰＥＧ重合体鎖による化学的誘導体化も、カップリング剤を介して行われる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】デュベルトレットら（Ｄｕｂｅｒｔｒｅｔ  ｅｔ  ａｌ．）、Ｓｃｉｅｎｃｅ（２００２年）、第２９８巻、１７５９ページ
【非特許文献２】ウー，エックス．ら（Ｗｕ，Ｘ．，ｅｔ  ａｌ．）、Ｎａｔ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ（２００３年）、第２１巻、４１ページ
【非特許文献３】マシューアキス，Ｌ．Ｃ．ら（Ｍａｔｔｈｅａｋｉｓ，Ｌ．Ｃ．，ｅｔ  ａｌ．）、Ａｎａｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．（２００４年）、第３２７巻、２００ページ
【非特許文献４】ルカルディーニ  Ｃら（Ｌｕｃｃａｒｄｉｎｉ  Ｃ，ｅｔ  ａｌ．）、Ｌａｎｇｍｕｉｒ（２００６年）、第２２巻、２３０４ページ
【非特許文献５】ガオ  エックス．ら（Ｇａｏ  Ｘ．，ｅｔ  ａｌ．）、Ｎａｔ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ（２００４年）、第２２巻、９６９ページ
【非特許文献６】ペレグリーノ，Ｔ．ら（Ｐｅｌｌｅｇｒｉｎｏ，Ｔ．，ｅｔ  ａｌ．）、Ｎａｎｏ  Ｌｅｔｔ．（２００４年）、第４巻、７０３ページ
【非特許文献７】ユー，Ｗ．Ｗ．ら（Ｙｕ，Ｗ．Ｗ．，ｅｔ  ａｌ．）、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．（２００７年）、第１２９巻、２８７１ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の目的は、上述の不利点の少なくとも一部を克服する特性を持つ、両親媒性重合体およびその形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の態様によると、本発明は両親媒性重合体の形成方法を提供する。当該の両親媒性重合体は炭化水素骨格を含む。両親媒性重合体の炭化水素骨格は、‐ＣＯＯＨ側基を有している。炭化水素骨格は、約３から約２０の炭素原子および０から約３のヘテロ原子の主鎖を備える第１の脂肪族部分も有している。ヘテロ原子は、Ｎ、Ｏ、Ｓ、ＳｅおよびＳｉの群から選択される。炭化水素骨格は、共重合可能な基を備える第２の脂肪族部分をさらに有している。第２の脂肪族部分は、約３から約８０の炭素原子および約２から約４０のヘテロ原子の主鎖を備えている。ヘテロ原子は、ＮおよびＯから選択される。さらに、当該の方法は、化学式（Ｉ）の無水マレイン酸重合体を提供するステップを含む。
【００１３】
【化１】
2010539320.tif 000003
【００１４】
化学式（Ｉ）において、ｎは約１０から約１００００の整数である。Ｒ１は、Ｈまたはメチルである。当該の方法は、適切な溶媒中で化学式（Ｉ）の無水マレイン酸重合体を、単官能基化合物および少なくとも２つの官能基を有する化合物と反応させるステップも含む。当該の単官能基化合物は、約３から約２０の炭素原子および０から約２のヘテロ原子のアルキル鎖を備える。ヘテロ原子は、Ｎ、Ｏ、Ｓ、ＳｅおよびＳｉの群から選択される。単官能基化合物の官能基は、無水物との結合を形成することができる。少なくとも２つの官能基を有する化合物は、約３から約８０の炭素原子および０から約４０のヘテロ原子のアルキル鎖を備える。ヘテロ原子は、ＮおよびＯから選択される。少なくとも２つの官能基を有する化合物の一方の官能基は、無水物との結合を形成することができる。少なくとも２つの官能基を有する化合物の他方の官能基は、共重合を形成することができる。当該の方法において、無水物との結合を形成することができる少なくとも２つの官能基を有する化合物の官能基のみが化学式（Ｉ）の無水マレイン酸重合体と反応することができる。
【００１５】
第２の態様によると、本発明は両親媒性重合体の形成方法を提供する。当該の両親媒性重合体は炭化水素骨格を含む。両親媒性重合体の炭化水素骨格は、‐ＣＯＯＨ側基を有している。炭化水素骨格は、約３から約２０の炭素原子および０から約３のヘテロ原子の主鎖を備える第１の脂肪族部分も有している。ヘテロ原子は、Ｎ、Ｏ、Ｓ、ＳｅおよびＳｉ
の群から選択される。炭化水素骨格は、共重合可能な基を備える第２の脂肪族部分をさらに有している。第２の脂肪族部分は、鎖を含むポリ（エチレンオキサイド）によって特徴付けられる。さらに、当該の方法は、化学式（Ｉ）（上記）の無水マレイン酸重合体を提供するステップを含む。当該の方法は、適切な溶媒中で化学式（Ｉ）の無水マレイン酸重合体を単官能基化合物およびポリエチレングリコールまたはジアミノアルキル‐ポリエチレングリコールと反応させるステップも含む。当該の単官能基化合物は、約３から約２０の炭素原子および０から約２のヘテロ原子のアルキル鎖を備える。ヘテロ原子は、Ｎ、Ｏ、Ｓ、ＳｅおよびＳｉの群から選択される。単官能基化合物の官能基は、無水物との結合を形成することができる。少なくとも２つの官能基を有する化合物は、約３から約８０の炭素原子および０から約４０のヘテロ原子のアルキル鎖を備える。ヘテロ原子は、ＮおよびＯから選択される。当該の方法において、ポリエチレングリコールまたはジアミノアルキル‐ポリエチレングリコールの一方の末端基のみが化学式（Ｉ）の無水マレイン酸重合体と反応することができる。
【００１６】
第３の態様によると、本発明は、一般化学式（ＩＩ）の両親媒性重合体に関する。
【００１７】
【化２】
2010539320.tif 000004
【００１８】
化学式（ＩＩ）において、ｍ，ｏ，ｐのそれぞれは、独立して選択される約３から約４００までの整数である。ｍ＋ｏ＋ｐの合計は、約１０から約１００００までの範囲で選択される。Ｒ２は、約３から約２０の炭素原子および０から約３のヘテロ原子の主鎖を持つ第１の脂肪族部分である。ヘテロ原子は、Ｎ、Ｏ、Ｓ、ＳｅおよびＳｉの群から選択される。Ｒ３は、約３から約８０の炭素原子および０から約４０のヘテロ原子の主鎖を持つ第２の脂肪族部分である。ヘテロ原子は、ＮおよびＯから選択される。Ｒ３は共重合可能な基を備えている。
【００１９】
第４の態様によると、本発明は水溶性ナノ結晶の形成方法を提供する。当該の方法は、適切な溶媒中にナノ結晶を提供するステップを含む。当該の方法は、ナノ結晶を第３の態様による両親媒性重合体と接触させるステップも含む。当該の方法は、両親媒性重合体とナノ結晶との間の非共有結合性相互作用または共有結合性相互作用が生じることを可能にするステップも含む。その結果として、水溶性ナノ結晶が形成される。
【００２０】
第５の態様によると、本発明はさらに、水溶性ナノ結晶の形成方法を提供する。当該の方法は、適切な溶媒中にナノ結晶を提供するステップを含む。当該の方法は、ナノ結晶を両親媒性重合体と接触させるステップも含む。当該の両親媒性重合体は炭化水素骨格を含む。炭化水素骨格は極性側基を有する。当該の炭化水素骨格は、第１の脂肪族部分も備える。第１の脂肪族部分は、約３から約２０の炭素原子および０から約３のヘテロ原子の主鎖を備える。ヘテロ原子は、Ｎ、Ｏ、Ｓ、ＳｅおよびＳｉの群から選択される。炭化水素骨格は、第２の脂肪族部分も有している。第２の脂肪族部分は、約３から約８０の炭素原子および０から約４０のヘテロ原子の主鎖を備えている。ヘテロ原子は、ＮおよびＯから
選択される。さらに、第２の脂肪族部分は、共重合可能な基を備えている。当該の方法は、両親媒性重合体とナノ結晶との間の非共有結合性相互作用または共有結合性相互作用が生じることを可能にするステップも含む。その結果として、水溶性ナノ結晶が形成される。
【００２１】
第６の態様によると、本発明は水溶性ナノ結晶を提供する。当該の水溶性ナノ結晶は、その表面上で第３の態様による両親媒性重合体との間の非共有結合性相互作用または共有結合性相互作用を含む。
【００２２】
第７の態様によると、本発明は水溶性ナノ結晶を提供する。当該の水溶性ナノ結晶は、第４および第５、もしくはそのいずれかの態様による方法によって得ることができる。
第８の態様によると、本発明は重合体網目構造の形成のための両親媒性重合体を提供する。当該の両親媒性重合体は炭化水素骨格を含む。炭化水素骨格は極性側基を有する。当該の炭化水素骨格は、約３から約８０の炭素原子および０から約４０のヘテロ原子のアルキル鎖を備える側鎖も有する。ヘテロ原子は、ＮおよびＯから選択される。炭化水素骨格の側鎖は共重合可能な基を備えている。
【００２３】
第９の態様によると、本発明は重合体網目構造の形成における両親媒性重合体の使用に関する。当該の両親媒性重合体は、第３の態様による両親媒性重合体である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による水溶性量子ドットをＱＤの懸濁液からＱＤ／ＰＮＩＰＡＭ球体に形成する方法を示すブロック図（Ａ：ＴＯＰ末端修飾された量子ドットの合成、Ｂ：両親媒性官能基重合体を持つ水中の量子ドット、Ｃ：モノマー（例えば、ＮＩＰＡＭ）との共重合、D：追加のモノマーを含まない、架橋重合された量子ドット）。
【図２Ａ】本発明による重合体の合成を示す化学式。
【図２Ｂ】図２Ａの化学式を用いて得られ得る、別の重合体を示す化学式。
【図２Ｃ】図２Ａの化学式を用いて得られ得る、別の重合体を示す化学式。
【図２Ｄ】図２Ａの化学式を用いて得られ得る、別の重合体を示す化学式。
【図２Ｅ】本発明による重合体を形成するための反応物の別の例を示す化学式（トリクロロ［３‐（２‐プロペニルオキシ）プロピル］‐シラン（化学情報検索サービス機関（ＣＡＳ）番号７９７４５‐６０‐１））。
【図２Ｆ】本発明による重合体を形成するための反応物の別の例を示す化学式（１‐ニトロ‐２‐（２‐プロペニルオキシ）‐ブタン（ＣＡＳ番号１３２４３９‐７８‐２））。
【図２Ｇ】本発明による重合体を形成するための反応物の別の例を示す化学式（７‐ヨード‐１‐ヘプテン（ＣＡＳ番号１０７１７５‐４９‐５））。
【図２Ｈ】本発明による重合体を形成するための反応物の別の例を示す化学式（Ｎ‐（６‐ブロモヘキシル）アクリルアミド（ＣＡＳ番号８６９５６３‐８７‐１））。
【図３Ａ】クロロホルム中のＴＯＰＯ被覆されたＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット（左）ならびに重合体８および６で被覆された量子ドットの水溶液（図２Ａを参照）を示す写真。
【図３Ｂ−Ｃ】クロロホルム中のＴＯＰＯ被覆されたＣｄＳｅ／ＺｎＳＱＤ、ならびに重合体８および６で被覆されたＱＤの水溶液の吸収スペクトル（図３Ｂ）、および、クロロホルム中のＴＯＰＯ被覆されたＣｄＳｅ／ＺｎＳＱＤ、ならびに重合体８および６で被覆されたＱＤの水溶液の発光スペクトル（λｅｘ＝５００ｎｍ）（図３Ｃ）。図３Ｂの吸収スペクトルはわずかな変化を示しているものの、発光スペクトルは依然として影響を受けていない。
【図４Ａ】重合体で被覆された量子ドットの透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）顕微鏡写真（高分解能の画像は、単独量子ドットのサイズおよび高結晶度を明らかにしている（挿入図））。
【図４Ｂ】水溶液からシリコン表面上に沈殿した、重合体で被覆されたＱＤの５００ｎｍ×５００ｎｍの原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）凹凸像（ｚスケール＝１０ｎｍ）（重合体／ＱＤ集合体は球状に形成されており、重合体は量子ドットを均一に被覆している）。
【図５Ａ】図２Ｂ‐（ＮＨＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２）で図示された重合体で被覆されたＣｄＳｅ／ＺｎＳ  ＱＤが包含されている、ＰＮＩＰＡＭミクロゲルのＴＥＭ像。
【図５Ｂ】図２Ｂ‐（ＮＨＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２）で図示された重合体で被覆されたＣｄＳｅ／ＺｎＳ  ＱＤが包含されている、ＰＮＩＰＡＭミクロゲルの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像。
【図６Ａ】図２Ｄ‐（ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２）で図示された重合体で被覆されたＣｄＳｅ／ＺｎＳ  ＱＤが包含されている、ＰＮＩＰＡＭミクロゲル粒子のＴＥＭ像。
【図６Ｂ】図２Ｄ‐（ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２）で図示された重合体で被覆されたＣｄＳｅ／ＺｎＳ  ＱＤが包含されている、ＰＮＩＰＡＭミクロゲル粒子のＴＥＭ像。
【図７Ａ】図２Ｃ‐（ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２）で図示された重合体で被覆されたＣｄＳｅ／ＺｎＳ  ＱＤが包含されている、ＰＮＩＰＡＭミクロゲルのＳＥＭ像。
【図７Ｂ】図２Ｃ‐（ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２）で図示された重合体で被覆されたＣｄＳｅ／ＺｎＳ  ＱＤが包含されている、ＰＮＩＰＡＭミクロゲルのＳＥＭ像。
【図８Ａ】図２Ｄ‐（ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２）で図示された重合体で被覆された、自己重合したＣｄＳｅ／ＺｎＳ  ＱＤのＴＥＭ像。
【図８Ｂ】図２Ｄ‐（ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２）で図示された重合体で被覆された、自己重合したＣｄＳｅ／ＺｎＳ  ＱＤのＳＥＭ像。
【図９Ａ】重合体２で被覆された赤色量子ドットにより撮像し、ＤＡＰＩで核を染色した哺乳類癌細胞Ｃ‐６の固定細胞（細胞は、ＱＤと共に１時間インキュベートされ、過剰な遊離ナノ結晶を除去するために洗浄された）。
【図９Ｂ】重合体２で被覆された赤色量子ドットにより撮像し、ＤＡＰＩで核を染色した哺乳類癌細胞Ｃ‐６の生細胞（細胞は、ＱＤと共に１時間インキュベートされ、過剰な遊離ナノ結晶を除去するために洗浄された）。
【図１０】ポリ（Ｎ‐イソプロピルアクリルアミド）（ＰＮＩＰＡＭ）を含む、刺激応答性ＱＤミクロゲルの挙動を示す概念図。
【図１１】ビニル基付加された重合体によるＱＤの被覆を概略的に示す概念図。
【図１２】ポリ（Ｎ‐イソプロピルアクリルアミド）（ＰＮＩＰＡＭ）の下限臨界溶解温度（ＬＣＳＴ）より低温のＰＮＩＰＡＭを含む刺激応答性ＱＤミクロゲルのＳＥＭ像（スケールバー＝２μｍ）。
【図１３】ＰＮＩＰＡＭの下限臨界溶解温度（ＬＣＳＴ）より高温のＰＮＩＰＡＭを含む刺激応答性ＱＤミクロゲルのＳＥＭ像（スケールバー＝２μｍ）。
【図１４】ＰＮＩＰＡＭを含む刺激応答性ＱＤミクロゲルの狭いサイズ分布を示すグラフ。
【図１５】ＰＮＩＰＡＭを含む刺激応答性ＱＤミクロゲルの体積相転移の可逆性を吸光度に関して示すグラフ（２０℃と６０℃間の１０サイクルの前（１、４）および後（２、３）のミクロゲルの吸収曲線は区別ができない）。
【図１６】逆相エマルジョン重合によって合成されたＰＮＩＰＡＭ／ＱＤのミクロスフェアのＳＥＭ像。
【図１７】重合体マトリクス中に包埋されたＱＤを含む大型のＰＮＩＰＡＭスフェア（写真右の暗い部分）の端を図示するＴＥＭ像。
【図１８】重合体フィルムが蛍光特性を維持していることを示す蛍光顕微鏡法像。
【図１９】ＱＤの被覆に用いられる重合体の形成および一般的な構造を概略的に列挙する化学式（Ａ）、および、側鎖Ｒ２の対応する重合体の典型的な作用および適用性を示す表（Ｂ，Ｃ）。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明は、非限定的実施例および添付の図面とあわせて考慮された場合に、詳細な説明の参照によって一層理解されるであろう。
本発明は、とりわけ両親媒性重合体、および当該の重合体の形成方法に関する。また両親媒性粒子の被覆にも関する。両親媒性という用語は、極性流体および非極性流体の両方に可溶である重合体を表す。また、両親媒性という用語は、本発明による重合体は一般的に１つの相のみで使用されるにもかかわらず多相重合体も含み、例えば、相界面を可溶化するため、および相間移動の目的でなど、物質を所望の相に可溶化するために利用することもできる。重合体の両親媒性特性は、同一重合体内に極性部分および非極性部分の両方が存在することに起因する。この点に関して、重合体は界面活性剤の性質であってもよい。したがって、本発明による重合体の極性特性は、極性部分に基づいている。当該の部分は、重合体の炭化水素骨格が有する‐ＣＯＯＨ側基、特に荷電した形のＣＯＯ‐基である。一般に、界面活性剤分子は、典型的には炭化水素である非極性部分に結合した、一般的に親水性である極性頭部基を含む。重合体の非極性部分は、炭化水素骨格および炭化水素骨格を有する脂肪族部分を含む。
【００２６】
特に明記しない限り、「脂肪族」という用語は、飽和またはモノ不飽和もしくはポリ不飽和である可能性があり、またヘテロ原子を含む可能性もある、直鎖または分岐した炭水化物鎖を意味する（下記参照）。不飽和脂肪族基は、１つ以上の二重結合および三重結合、もしくはそのいずれか（アルケニルまたはアルキニル部分）を含む。炭化水素鎖の分岐は、直鎖および非芳香環要素を含む場合もある。炭化水素鎖は、特に明記しない限り、任意の長さであってもよく、また任意の数の分岐を含んでもよい。典型的には、炭化水素（主）鎖は、１から５まで、１０まで、１５まで、または２０までの炭素原子を含む。アルケニル基の例としては、１つ以上の二重結合を含む直鎖または分岐炭化水素基が挙げられる。アルケニル基は、例えば、約２つから約１０の炭素原子および１つの二重結合など、一般に約２つから約２０の炭素原子および１つ以上、例えば２つの二重結合を含む。アルキニル基は、通常約２から約２０の炭素原子および１つ以上、例えば２つの三重結合、好ましくは２から１０の炭素原子および１つの三重結合を含む。アルキニル基の例としては、１つ以上の三重結合を含む直鎖または分岐した炭化水素基が挙げられる。アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、これらの基のｎ異性体、イソプロピル基、イソブチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ‐ブチル基、ｔｅｒｔ‐ブチル基、ネオペンチル基、３，３ジメチルブチル基などが挙げられる。主鎖および分岐鎖の両方が、さらに例えばＮ、Ｏ、Ｓ、ＳｅもしくはＳｉのようなヘテロ原子を含んでもよく、または炭素原子がこれらのヘテロ原子によって置き換えられてもよい。
【００２７】
特に明記しない限り、「脂環式」という用語は、飽和された、またはモノ不飽和もしくはポリ不飽和されている場合がある非芳香環部分（例えば、炭化水素部分）を意味する。環状炭化水素部分は、例えばデカリンなどの縮合環系も含んでもよく、非芳香環および鎖要素で置換されてもよい。環状炭化水素部分の主鎖は、特に明記しない限り、任意の長さであってもよく、また任意の数の非芳香環および鎖要素を含んでもよい。典型的には、炭化水素（主）鎖は、３、４、５、６、７、または８の主鎖原子を１つの環に含む。当該の部分の例としては、それに限られないが、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、またはシクロオクチルなどが挙げられる。環状炭化水素部分および、もし存在する場合には、任意の環状および鎖状の置換基が、さらに例えばＮ、Ｏ、Ｓ、ＳｅもしくはＳｉのようなヘテロ原子を含んでもよく、または炭素原子がこれらのヘテロ原子によって置き換えられてもよい。「脂環式」という用語は、例えば５または６環炭素原子など、一般
に約３から約８までの環炭素原子を含む不飽和環状炭化水素であるシクロアルケニル部分も含む。シクロアルケニル基は、典型的には、それぞれの環系に二重結合を備えている。シクロアルケニル基は、同様に置換されてもよい。当該の部分の例としては、それに限られないが、シクロヘキセニル、シクロオクテニルまたはシクロデセニルなどが挙げられる。
【００２８】
特に明記しない限り、「芳香族」という用語は、単環であってもよく、または複数の縮合環もしくは共有的に結合した環を含む場合もある、例えば２、３、または４縮合環などの共役二重結合の平面環状炭化水素部分を意味する。芳香族という用語はアルキルアリールも含む。典型的には、炭化水素（主）鎖は、５、６、７または８の主鎖原子を１つの環に含む。当該の部分の例としては、それだけに限られないが、シクロペンタジエニル、フェニル、ナフタレニル‐、アントラセニル‐、［１０］アンヌレニル‐（１，３，５，７，９‐シクロデカペンタエニル‐）、［１２］アンヌレニル‐、［８］アンヌレニル‐、フェナレン（ｐｅｒｉ‐ナフテン）、１，９‐ジヒドロピレン、クリセン（１，２‐ベンゾフェナントレン）などが挙げられる。アルキルアリール部分の例は、ベンジルである。環状炭化水素部分の主鎖は、特に明記しない限り、任意の長さであってもよく、また例えば、Ｎ、ＯおよびＳのような、任意の数のヘテロ原子を含んでもよい。当該のヘテロ芳香族部分の（当業者に周知の）例としては、それだけに限られないが、フラニル部分、チオフェニル部分、ナフチル部分、ナフトフラニル部分、アントラチオフェニル部分、ピリジニル部分、ピロリル部分、キノリニル部分、ナフタキノリニル部分、キノキサリニル部分、インドリル部分、ベンズインドリル（ｂｅｎｚｉｎｄｏｌｙｌ）部分、イミダゾリル部分、オキサゾリル部分、オキソニニル（ｏｘｏｎｉｎｙｌ）部分、オキセピニル（ｏｘｅｐｉｎｙｌ）部分、ベンズオキセピニル（ｂｅｎｚｏｘｅｐｉｎｙｌ）部分、アゼピニル部分、チエピニル（ｔｈｉｅｐｉｎｙｌ）部分、セレネピニル（ｓｅｌｅｎｅｐｉｎｙｌ）部分、チオニニル（ｔｈｉｏｎｉｎｙｌ）部分、アゼシニル‐（アザシクロデカペンタエニル）（ａｚｅｃｉｎｙｌ‐（ａｚａｃｙｃｌｏｄｅｃａｐｅｎｔａｅｎｙｌ））部分、ジアゼシニル（ｄｉａｚｅｃｉｎｙｌ）部分、アザシクロドデカ‐１，３，５，７，９，１１‐ヘキサエン‐５，９‐ジイル部分、アゾジニル（ａｚｏｚｉｎｙｌ）部分、ジアゾシニル部分、ベンズアゾシニル（ｂｅｎｚａｚｏｃｉｎｙｌ）部分、アゼシニル（ａｚｅｃｉｎｙｌ）部分、アザウンデシニル（ａｚａｕｎｄｅｃｉｎｙｌ）部分、チア［１１］アンヌレニル部分、オキサシクロトリデカ‐２，４，６，８，１０，１２‐ヘキサエニル部分またはトリアザアントラセニル（ｔｒｉａｚａａｎｔｈｒａｃｅｎｙｌ）部分などが挙げられる。
【００２９】
「アリール脂肪族」という用語は、１つ以上の芳香族部分が１つ以上の脂肪族基で置換されている炭化水素部分を意味する。したがって、「アリール脂肪族」という用語は、例えばメチレン基など、２つ以上のアリール基が１つ以上の脂肪族鎖または任意の長さの鎖を介して結びついている炭化水素部分も含む。典型的には、炭化水素（主）鎖は、５、６、７または８の主鎖原子を芳香族部分のそれぞれの環に含む。例えばアルキルアリール部分などのアリール脂肪族部分の例としては、それだけに限られないが、１‐エチル‐ナフタレン、１，１’‐メチレンビス‐ベンゼン、９‐イソプロピルアントラセン、１，２，３‐トリ‐メチル‐ベンゼン、４‐フェニル‐２‐ブテン‐１‐オル、７‐クロロ‐３‐（１‐メチルエチル）‐キノリン、３‐ヘプチル‐フラン、６‐［２‐（２，５‐ジエチルフェニル）エチル］‐４‐エチル‐キナゾリン、または７，８‐ジブチル‐５，６‐ジエチル‐イソキノリンなどが挙げられる。
【００３０】
本明細書で用いられる場合、「脂肪族」「脂環式」「芳香族」および「アリール脂肪族」の各用語は、それぞれの部分の置換形および非置換形の両方を含むことを意図する。置換基は任意の官能基とすることができるが、例としては、それだけに限られないが、アミノ基、アミド基、アジド基、カルボニル基、カルボキシル基、シアノ基、イソシアノ基、
ジチアン基、ハロゲン基、ヒドロキシル基、ニトロ基、有機金属、有機ホウ素、セレノ基、シリル基、シラノ基、スルホニル基、チオ基、チオシアノ基、トリフルオロメチルスルホニル基、ｐ‐トルエンスルホニル基、ブロモベンゼンスルホニル基、ニトロベンゼンスルホニル基、およびメタン‐スルホニル基などがある。
【００３１】
炭化水素骨格が有する脂肪族部分は、例えば側鎖などの部分をさらに有してもよい。当該のさらなる部分は、典型的には主鎖の炭素原子の長さが１から約１０まで、約１５まで、または約２０までである、脂肪族基、脂環式基、芳香族基、アリール脂肪族基またはアリール脂環式基とすることもできる。これらのさらなる部分は、官能基も有してもよい（上記）。
【００３２】
炭化水素骨格は、第１および第２の脂肪族部分を有する。第１の脂肪族部分は、例えば約５から約２０の炭素原子、例えば３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９または２０の炭素原子などの約７から約２０の炭素原子、または約５から約１５の炭素原子を含む、約３から約２０の炭素原子の主鎖を備えている。さらに、第１の脂肪族部分は、例えばＮ、Ｏ、Ｓ、ＳｅまたはＳｉなどの、例えば１つ、２つまたは３つのヘテロ原子を含む、０から約３つのヘテロ原子を有する。適切な第１の脂肪族部分の例示的な実施例は、重合体の脂肪族骨格が有するカルボニル基に結合されたヘテロ原子を持つ、アルキル部分である。遊離型のカルボキシル基の代わりに、骨格は、したがって、エステル、チオエステル、セレノエステル、またはアミド基を有する。一実施形態において、第１の脂肪族部分は、それぞれのアミンが無水マレイン酸重合体と反応することによって形成されるアミド結合を介して骨格に結合されており、例えばｎ‐オクチル部分などの、非分岐鎖アルキル部分が特徴である。
【００３３】
第２の脂肪族部分は、例えば３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３または４４の炭素原子などの、例えば約３から約６０の炭素原子、約３から約４０の炭素原子、約１０から約８０の炭素原子、約１０から約６０の炭素原子、約２５から約６０の炭素原子、約１０から約４０の炭素原子、約３から約２０の炭素原子、または約３から約１０の炭素原子を含む、約３から約８０の炭素原子の主鎖を備えている。さらに、第２の脂肪族部分は、例えばＮまたはＯなどの、例えば１，２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３または４４のヘテロ原子などの、例えば０から約４０のヘテロ原子、１から約４０のヘテロ原子、約２から約４０のヘテロ原子、約２から約３０のヘテロ原子または約０から約３のヘテロ原子を含む、０から約４４のヘテロ原子を備える。第２の脂肪族部分は、さらに共重合可能な基を備える。共重合可能な基は、分子内共重合および分子間共重合の両方を生じさせることができる点を強調するために、架橋重合可能と呼ばれてもよい。この共重合可能な基は、典型的には架橋可能であってもよい。共重合可能な基は、単量体の機能性を担う任意の基、すなわち重合することができる任意の当該の所望の基とすることができる。それぞれの基の有用性は、例えば、それぞれの適用、反応条件、結果として生じる重合体の望まれる水溶性の程度など、いくつかの条件に左右されてもよく、また必要であれば、実験に基づいて決定されてもよい。適切な共重合可能な基の例としては、それだけに限られないが、アミノ基、ヒドロキシル基、エポキシド基、オキセタン基、アリル基およびアリルグリシジルエーテル基などのＣ＝Ｃ基（内部Ｃ＝Ｃ基および／または末端Ｃ＝Ｃ基のいずれか）、Ｃ≡Ｃ基（内部Ｃ≡Ｃ基および／または末端Ｃ≡Ｃ基のいずれか）、共役‐Ｃ＝Ｃ‐Ｃ＝Ｃ‐基（内部‐Ｃ＝Ｃ‐Ｃ＝Ｃ‐基および／または末端‐Ｃ＝Ｃ‐Ｃ＝Ｃ‐基のいずれか）またはそれらの置換誘導体などが挙げられる。共重合可能な基は、したがって、第２の脂肪族部分の任意の位置に結合されて
もよく、また内部基および末端基、もしくはそのいずれかであってもよい。いくつかの実施形態において、共重合可能な基は、例えば末端Ｃ＝Ｃ基である。例示的な実施例として、末端Ｃ＝Ｃ基は、例えば、‐ＣＨ＝ＣＨ２などのビニル基とすることもできる。内部Ｃ＝Ｃ基のさらなる実施例としては、それだけに限られないが、例えば‐ＣＨ＝ＣＨ‐ＣＨ３などのアリル基、または例えば‐ＣＨ＝ＣＨ‐Ｃ（Ｏ）などのアクリル基などが挙げられる。したがって、「内部」の用語は、末端主鎖原子が共重合可能な反応中心の一部ではない共重合可能な基を表す。内部および末端両方の、適切なＣ＝Ｃ基の非限定的な実施例は、アクリル酸アミド及びメタクリル酸アミド、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル、ビニルもしくはアセチレン部分またはブタジエン部分である。
【００３４】
本発明の一実施形態において、第二の脂肪族部分は、鎖を含むポリ（エチレンオキシド）を特徴とすることもできる。鎖を含むポリ（エチレンオキシド）は、例えば、ポリエチレングリコールまたはジアミノアルキル‐ポリエチレングリコールの１つの末端基のみが化学式（Ｉ）の無水マレイン酸重合体と反応することができる、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）またはジアミノアルキル‐ポリエチレングリコール部分を含むこともできる。ＰＥＧは、幅広い範囲の分子量が市販されている。重合体の分子量の下限は、各反復単位に存在する基のサイズと数によって、１００よりも大きくてもよい。重合体が、例えばポリオールまたはポリアミンなどの低分子量の反復単位（例えば、小さい側鎖を備える反復単位）に由来する場合は、重合体の分子量の下限は小さくてもよい。反復単位が（例えば、嵩高な側鎖を担う）高分子量である重合体の場合、下限は１００よりも大きくてもよい。いくつかの実施形態では、重合体の分子量の下限は、約４００、約５００、約６００、約１０００、約１２００、約１５００であってもよく、または約２０００より大きくてもよい。例えば、ＰＥＧは、約５００を超える、約１０００を超える、約５０００を超える、約１００００を超える、またはさらに約２５０００ダルトンを超える分子量を備えてもよい。分子量は、例えば、下記により詳細に説明されるように、ナノ結晶周囲の両親媒性重合体の効果的な包み込みが確保される、または確保することができるといった方法で選択することもできる。ＰＥＧはナノ粒子のコロイド安定性を高めることが知られている。さらに、ＰＥＧ化された表面は、生体分子および細胞との非特異的相互作用の低減を提供する。重合体シェルに付着しているＰＥＧが多ければ、結果として、より大きなサイズの粒子が得られる。適切なポリエチレングリコール部分の例示的な実施例は、ｍＰＥＧと略される（メトキシポリ（エチレングリコール））部分、またはＰＥＧ  ６００部分である。様々な形状を備える数多くのＰＥＧが入手可能である。適切なジアミノアルキル‐ポリエチレングリコール部分の例示的な実施例は、ジアミノプロピルＰＥＧ部分である。ジアミノアルキル‐ポリエチレングリコール部分は、例えば、ＰＥＧ（ＮＨ２）２  １５００または約５０００から６０００までの分子量を備える（１つまたは２つのアミノ基を備える）ＰＥＧであってもよい。今のところ、第１の脂肪族部分がドデシルアミノ部分である重合体の合成による、当該の重合体形成の容易さが確認されている。
【００３５】
本発明のさらなる実施形態において、第２の脂肪族部分は水溶性である場合もある、さらなる重合体から選択されてもよい。例えば、末端求核性官能基を備える重合体が用いられてもよい。当該の重合体の例としては、それだけに限られないが、ポリプロピレングリコール、ポリアクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリ乳酸またはポリビニルアルコールなどが挙げられる。同等の特性を備える、当業者に周知のさらなる重合体が本発明に用いられてもよい。
【００３６】
両親媒性重合体は、いくつかの実施形態において、一般化学式（ＩＩ）の両親媒性重合体であってもよい。
【００３７】
【化３】
2010539320.tif 000005
【００３８】
化学式（ＩＩ）において、ｍ，ｏ，ｐのそれぞれは、例えば約０〜約４００、約０〜約３５０、約０〜約３００、約３〜約３００、約０〜約２５０、約０〜約２００、約２〜約２００、約０〜約１５０、約２〜約１５０、約０〜約２００、約１〜約２００、約３〜約１００、約２〜約１００、約０〜約１００、約３〜約５０、約２〜約５０、約１〜約５０、または約０〜約５０など、例えば１〜約４００または約２〜約４００を含む、独立して選択される０〜約４００の整数である。さらなる説明として、いくつかの実施形態において、ｍは例えば約１０〜約４３を含む、例えば約１０〜約４５などの約５〜約５０の範囲で選択されてもよく、一方ｐは、例えば約３〜約３５、または約４〜約３０など、約３〜約４０までの範囲で選択されてもよく、かつｐは、例えば約０〜約２５まで、または約０〜約２０までなど、約０〜約３０までの範囲で選択されてもよい。ｍ＋ｏ＋ｐの合計は、例えば、約１０〜約８０００まで、約１０〜約６０００、約１０〜約５０００、約１０〜約４０００、約１０〜約２０００、約１０〜約１０００、約１０〜約７５０、約１０〜約６００、約１０〜約４００、約１０〜約２５０、約１０〜約１５０、約１０〜約１００、約１５〜約１５０、約２０〜約１５０、約１５〜約１００、または約２０〜約１００、を含む、約１０〜約１００００の範囲で選択される。いくつかの実施形態において、ｍ，ｏ，ｐのそれぞれは、独立して選択される、例えば、約３〜約３００、約３〜約２５０、約３〜約２００、約３〜約１５０、約２〜約２００、約３〜約１００、約２〜約１００、約３〜約８０、約２〜約８０、約３〜約４０、または約２〜約４０を含む、約２〜約３００の整数であり、また（ｍ＋ｏ＋ｐ）の合計は、例えば、約１０〜約４００、約１０〜約３５０、約１０〜約３００、約１０〜約２５０、約１０〜約２００、約６〜約２００、約１０〜約１５０、約６〜約１５０、約１０〜約１００、約６〜約１００、約１０〜約５０、または約６〜約５０を含む、約６〜約４００の範囲で選択される。一実施形態において、（ｍ＋ｏ＋ｐ）の合計は３２である。別の実施形態において、（ｍ＋ｏ＋ｐ）の合計は４８である。ｐ／（ｍ＋ｏ）の比は、例えば、０〜約２０、０〜約１５、０〜約１２、０〜約１０、０〜約８、０〜約６、０〜約４、０〜約３、または０〜約２など、０〜約２５の範囲で選択されてもよい。一実施形態において、ｐ／（ｍ＋ｏ）の比は約１である。
【００３９】
Ｒ２は、約３〜約２０の炭素原子および０〜約３までのヘテロ原子の主鎖を持つ、上述の第１の脂肪族部分である。ヘテロ原子は、Ｎ、Ｏ、Ｓ、ＳｅおよびＳｉの群から選択される。Ｒ３は、約３から約８０までの炭素原子および０から約４０のヘテロ原子の主鎖を持つ、上述の第２の脂肪族部分である。ヘテロ原子は、ＮおよびＯから選択される。第２の脂肪族部分Ｒ３は、共重合可能な基を備えている。化学式（ＩＩ）に示される個別の単位は、ブロックの形ではなく、ランダムも含めた任意の順に配列することができることが理解されよう。したがって、一般化学式（ＩＩ）は単に、
【００４０】
【化４】
2010539320.tif 000006
【００４１】
のｍ単位、
【００４２】
【化５】
2010539320.tif 000007
【００４３】
のｏ単位、および
【００４４】
【化６】
2010539320.tif 000008
【００４５】
のｐ単位が重合体中に存在していることを定義している。本発明による重合体は、したがって、これらの単位の任意の配列を含むこともできる。例示的な実施例として、それぞれの配列は、単位の以下の配置を含むこともできる。
【００４６】
【化７】
2010539320.tif 000009
【００４７】
本発明による両親媒性重合体は、本明細書に記載の方法によって作製することもできる。両親媒性重合体は、典型的には、少なくとも原則的に架橋を含まない。したがって、両親
媒性重合体において、第２の脂肪族部分Ｒ３の共重合可能な基（上記参照）は、任意の架橋反応または共重合反応に利用可能である。
【００４８】
本発明による両親媒性重合体の形成方法において、両親媒性重合体上に親水性骨格を形成する反応物として化学式（Ｉ）（上記参照）の無水マレイン酸重合体が用いられる。無水マレイン酸重合体は、化学情報検索サービス機関番号２６４２６‐８０‐２のポリ（イソブチレン‐ａｌｔ‐無水マレイン酸）として、またイソブチレン‐無水マレイン酸共重合体の名称で市販されている可能性がある。とりわけ、ＢＭ３０ＡＥ２０、Ｆｉｂｅｒｓｏｒｂ（登録商標）ＳＡ  ７２００Ｈ、ＩＢ  ６、ＫＩ  ＧｅｌおよびＩｓｏｂａｍ（商標）の名称でも入手可能である。また、例えば、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ社（米国、ミズーリ州、セントルイス）、またはＳｉｎｏＣｈｅｍｅｘｐｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ社（中華人民共和国、上海）からも入手可能である。無水マレイン酸重合体は、化学情報検索サービス機関番号１０６９７３‐２１‐１のポリ（エチレン‐ａｌｔ‐無水マレイン酸）、またエチレン‐無水マレイン酸交互共重合体の名称である可能性がある。例えば、製品コード２７１０９Ｐで、およびＺｅＭａｃ（商標）Ｅ４００またはＺｅＭａｃ（商標）Ｅ６０の名称で、Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社（ニュージャージー州、ベーヨン）から入手可能である。上述の化学式（Ｉ）において、ｎは例えば、約１０から約５０００まで、約１０から約２０００まで、約１０から約１０００まで、約２０から約１０００まで、約１０から約８００まで、約２０から約８００まで、約１０から約４００までなどの、約１０から約１００００までの任意の整数とすることができる。一実施形態において、ｎは３２である。無水マレイン酸重合体の上述の例は、限定されているものと考えられるべきものではなく、入手可能な（およびまだ合成されていない）あらゆる無水マレイン酸重合体、特に、記載されるような標準的な方法に従って調製することもできる、無水マレイン酸重合体が、本発明における利用に適している。それぞれの無水マレイン酸重合体は、例えば、米国特許第３８４６３８３号および第６３１６５５４号に記載の方法に従って形成することもできる。当技術分野で用いられる一般的な標準的な方法は、フランク，Ｈ．Ｐ．（Ｆｒａｎｋ，Ｈ．Ｐ．）、Ｍａｋｒｏｍｏｌｅｋｕｌａｒｅ  Ｃｈｅｍｉｅ（１９６８年）第１１４巻、１１３ページ〜１２１ページの要旨にも要約されており、例えば過酸化物などの存在下での無水マレイン酸のオレフィンとのフリーラジカル共重合を伴う。
【００４９】
さらなる反応物として、単官能基化合物および少なくとも２つの官能基を有する化合物が用いられる。方法の間に、単官能基化合物は上述の第１の脂肪族部分Ｒ２に転換される。単官能基化合物の官能基は、無水物との結合を形成することができる。少なくとも２つの官能基を有する化合物は、第２の脂肪族部分Ｒ３（上記参照）に転換される。少なくとも２つの官能基を有する化合物は、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の官能基を備えていてもよい。官能基の１つは、無水物との結合を形成することができる。少なくとも２つの官能基を有する化合物の別の官能基は、共重合可能である。無水物環の一部分の単官能基化合物との反応は、本明細書に記述されるようなナノ粒子の疎水性表面と相互作用することができる疎水性側鎖の形成をもたらす。無水物環の別の一部分は、少なくとも２つの官能基を有する化合物の骨格への結合に用いられる。重合体の骨格におけるカルボキシル基の数に対する疎水性単位の数の制御は、ポリ酸無水物鎖との反応に用いられる求核反応物の量を変化させることによって達成される。したがって、本発明の単官能基化合物は、利用可能な無水物環の、例えば少なくとも約３５％、少なくとも約５０％、少なくとも約７０％、または少なくとも約７５％など、少なくとも約２５％と反応することができる。本発明の当該の少なくとも２つの官能基を有する化合物は、利用可能な無水物環の、例えば少なくとも約８％、少なくとも約１０％、少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、または少なくとも約２５％など、少なくとも約５％と反応することもできる。
【００５０】
単官能基化合物の官能基は、それだけに限られないが、アミノ基、ヒドロキシル基、チ
オール基、セレノール基、ハロゲン基、エーテル基、チオエーテル基またはその他の基などから選択することもできる。単官能基化合物は、例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９または２０の炭素原子など、例えば約５から約２０までの炭素原子、約５から約１５までの炭素原子、約７から約２０までの炭素原子を含む、例えば約３から約２０までの炭素原子などの、約２から約２０までの炭素原子のアルキル鎖を備えている。さらに、単官能基化合物は、例えば１つのヘテロ原子など、０から約２までのヘテロ原子を備えている。ヘテロ原子は、例えば、Ｎ、Ｏ、Ｓ、ＳｅおよびＳｉとすることができる。単官能基化合物の例としては、それだけに限らないが、アルキル基が上述のように定義されているアルキルアミンとすることもできる。一実施形態おいて、アルキルアミンは、ｎ‐プロピルアミン、ｎ‐ブチル‐アミン、ｎ‐ペンチルアミン、ｎ‐ヘキシルアミン、ｎ‐オクチルアミンまたはｎ‐ドデシルアミンとすることもできる。
【００５１】
一般に、少なくとも２つの官能基を有する基は、２つ以上の異なる官能基を備えている。官能基の１つが、典型的には官能基の１つだけが無水物との結合を形成できる限りは、少なくとも２つの官能基のそれぞれに対して任意の官能基を選択することもできる。無水マレイン酸部分と反応する１つの基は、それだけに限らないが、アミノ基、ヒドロキシル基、チオール基、セレノール基、ハロゲン基、エーテル基、チオエーテル基またはその他の基から選択することができる。無水マレイン酸部分と反応しない第２の官能基は、共重合可能な基であってもよい。共重合可能とは、この基が別の官能基と重合できることを意味する。適切な共重合可能な基の例としては、それだけに限らないが、アミノ基、ヒドロキシル基、アリルグリシジルエーテル基、エポキシド基、オキセタン基、および例えばアリール基などのＣ＝Ｃ結合などが挙げられる。
【００５２】
少なくとも２つの官能基を有する化合物は、例えば、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３または４４など、例えば約３から約７０までの炭素原子、約３から約６０までの炭素原子、約３から約４０までの炭素原子、約１０から約８０までの炭素原子、約１０から約６０までの炭素原子、約２５から約６０までの炭素原子、約１０から約４０までの炭素原子、約３から約２０までの炭素原子、または約３から約１０までの炭素原子を含む、約３から約８０までの炭素原子のアルキル鎖を備えている。さらに、少なくとも２つの官能基を有する化合物は、例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２または４３の例えばＮまたはＯなどのヘテロ原子など、例えば、０から約４０までのヘテロ原子、１から約４０までのヘテロ原子、約２から約４０までのヘテロ原子、約２から約３０までのヘテロ原子、または約０から約３までのヘテロ原子を含む、０から約４５までのヘテロ原子を備えている。
【００５３】
ＣＨ＝ＣＨ２末端基を持つ適切な２官能基化合物の例としては、それだけに限らないが、１‐アミノ‐４‐ペンテン（化学情報検索サービス機関番号２２５３７‐０７‐１）、８‐ノネン‐１‐アミン（ＣＡＳ番号１５１６２６‐２７‐６）、９‐デセン‐１‐アミン（ＣＡＳ番号５１３８２‐０１‐５）、１‐ノネン‐４‐アミン（ＣＡＳ番号６６８３８‐７６‐４）、１０‐ウンデセン‐１‐アミン（塩酸塩のＣＡＳ番号６８２８１４‐２０‐６）、（Ｒ）‐１‐デセン‐５‐アミン（ＣＡＳ番号１１７９６０‐０６‐２）、１‐オクテン‐３‐アミン（ＣＡＳ番号１１９７０３‐８７‐６）、１‐デセン‐４‐アミン（ＣＡＳ番号７４２０８１‐４９‐８）、１‐ウンデセン‐４‐アミン（ＣＡＳ番号８３９４８‐４１‐８）、（４Ｒ）‐１‐ウンデセン‐４‐アミン（ＣＡＳ番号９１０５４５‐６８‐５）、（４Ｒ）‐４‐エチル‐５‐ヘキセン‐１‐アミン（ＣＡＳ番号１００
５４１４‐６４‐１）、２‐メチル‐１‐ノネン‐４‐アミン（ＣＡＳ番号６６８３８‐７７‐５）、１，７‐オクタジエン‐３‐アミン（ＣＡＳ番号７１６６３‐７１‐３）、１，７‐オクタジエン‐４‐アミン（ＣＡＳ番号２４５４５０‐１１‐７）、（Ｅ）‐７‐ノネン‐４‐アミン（ＣＡＳ番号５５７１３‐４８‐９）、２‐エテニル‐１，６‐ヘキサンジアミン（ＣＡＳ番号１８４９５５‐９３‐９）、６‐ヘプテン‐１‐チオール（ＣＡＳ番号１７３７７７‐１６‐７）、８‐ノネン‐１‐チオール（ＣＡＳ番号３０４４３５‐８７‐８）、７‐オクテン‐１‐チオール（ナトリウム塩のＣＡＳ番号１００８４５‐３９‐４）、１０‐ウンデセン‐１‐チオール（ＣＡＳ番号１７８５６１‐３０‐３）、１‐ノネン‐４‐チオール（ＣＡＳ番号１００６６８４‐２８‐１）、５‐ヘキセン‐１‐チオール（ＣＡＳ番号１７６５１‐３９‐７）、１，８‐ノナジエン‐５‐チオール（ＣＡＳ番号２４５４５０‐１８‐４）、１，７‐オクタジエン‐４‐チオール（ＣＡＳ番号２４５４５０‐１７‐３）、１３‐テトラデセン‐１‐チオール（ＣＡＳ番号１００５３８７‐１８‐７）、トリクロロ［３‐（２‐プロペニルオキシ）プロピル］‐シラン（ＣＡＳ番号７９７４５‐６０‐１）、２‐メチル‐２‐プロペン酸５‐（トリクロロシリル）ペンチルエステル（ＣＡＳ番号３７４５３４‐７８‐８）、７‐ブロモ‐１‐ヘプテン（ＣＡＳ番号４１１７‐０９‐３）、６‐ブロモ‐１‐ヘキセン（ＣＡＳ番号２６９５‐４７‐８）、８‐ブロモ‐１‐オクテン（ＣＡＳ番号２６９５‐４８‐９）、９‐ブロモ‐１‐ノネン（ＣＡＳ番号８９３５９‐５４‐６）、７‐ヨード‐１‐ヘプテン（ＣＡＳ番号１０７１７５‐４９‐５）、６‐ヨード‐１‐ヘキセン（ＣＡＳ番号１８９２２‐０４‐８）、８‐ヨード‐１‐オクテン（ＣＡＳ番号３８３８０‐５５‐１）、９‐ヨード‐１‐ノネン（ＣＡＳ番号２１３２０７‐７３‐９）、６‐ヨード‐３‐メチル‐１‐ヘキセン（ＣＡＳ番号１０６８１５‐０４‐７）、Ｎ‐（６‐アミノヘキシル）アクリルアミド（ＣＡＳ番号７５３０‐３０‐５）、Ｎ‐（７‐アミノヘプチル）‐２‐プロペンアミド（塩酸塩のＣＡＳ番号２１９６１３‐８１‐７）、Ｎ‐（６‐ブロモヘキシル）アクリルアミド（ＣＡＳ番号８６９５６３‐８７‐１）、Ｎ‐（６‐ブロモヘキシル）‐２‐メチル‐２‐プロペンアミド（ＣＡＳ番号１０２３０３‐８５‐５）および１‐ニトロ‐２‐（２‐プロペニロキシ）‐ブタン（ＣＡＳ番号１３２４３９‐７８‐２）などが挙げられる。２官能基化合物のさらなる例は、それだけに限らないが、ビニルアミン、ヒドロキシルアルキルアクリル酸エステル、またはアミノアルキルアクリル酸アミドであってもよい。ビニルアミンの適切な例は、それだけに限らないが、２‐プロペン‐１‐アミンまたはアミノプロピルビニルエーテルであってもよい。
【００５４】
Ｃ≡ＣＨ末端基を持つ適切な２官能基化合物の例としては、それだけに限らないが、７‐オクチニルアミン（ＣＡＳ番号１４５０２‐４３‐３）、１‐ヘプチン‐４‐アミン（ＣＡＳ番号１３８８５１‐７９‐３）、１０‐ウンデシン‐１‐アミン（ＣＡＳ番号１８８５８４‐１１‐４）、１‐ノニン‐５‐アミン（ＣＡＳ番号１８８５８５‐７０‐８）、８‐ノニン‐２‐アミン（（２Ｒ）異性体のＣＡＳ番号４８１０７５‐１８‐７）、８‐ブロモ‐１‐オクチン（ＣＡＳ番号８１２１６‐１３‐９）、６‐ブロモ‐３‐メチル‐１‐ヘキシン（ＣＡＳ番号２５５８２４‐６４‐７）、７‐クロロ‐１‐ヘプチン（ＣＡＳ番号１８８０４‐３６‐９）、７‐ヨード‐１‐ヘプチン（ＣＡＳ番号８７４６２‐６６‐６）、７‐オクチン‐１‐チオール（ＣＡＳ番号７７２１３‐９１‐３）、（ＣＡＳ番号７０１１０‐１９‐９）などが挙げられる。‐Ｃ≡ＣＨ末端基を持つ３官能基化合物の３つの例示的な実施例は、６‐ヘプチン‐１，５‐ジアミン（ＣＡＳ番号７０１１０‐１９‐９）、１，７‐オクタジイン‐４‐チオール（ＣＡＳ番号８６４２２６‐４９‐３）および１，７‐オクタジイン‐４‐チオール（ＣＡＳ番号８６４２２６‐４９‐３）である。
【００５５】
Ｃ≡Ｃ‐内部基を持つ適切な２官能基化合物の例としては、それだけに限らないが、５‐ヘプチン‐１‐アミン（ＣＡＳ番号２５５３８１‐７２‐７）、４‐ヘプチン‐１‐アミン（ＣＡＳ番号１８４１５３‐５７‐９）、１‐アミノ‐３‐ヘキシン（ＣＡＳ番号５
８２３０７‐９０‐２）、１‐メチル‐２‐ヘキシン‐イルアミン（ＣＡＳ番号９８４３５‐２８‐０）、２‐ヘプチン‐１‐アミン（ＣＡＳ番号９８４３５‐２６‐８）、５‐オクチン‐１‐アミン（ＣＡＳ番号１３５４６９‐７４‐８）、３‐ノニン‐１‐アミン（ＣＡＳ番号８６００１‐０４‐９）、３‐エチル‐４‐ヘプチン‐３‐アミン（ＣＡＳ番号６１８２２‐３４‐２）、２‐ウンデシン‐１‐チオール（ＣＡＳ番号８６５３０６‐４６‐３）、６‐オクチン‐１‐チオール（ＣＡＳ番号７７２１３‐９５‐７）、１‐ヘキシン‐１‐チオール（ＣＡＳ番号７７０６７６‐３２‐９）および１‐（メチルチオ）‐２‐ノニン（ＣＡＳ番号１１３７９４‐３３‐５）などが挙げられる。‐Ｃ≡Ｃ‐内部基を持つ３官能基化合物の２つの例示的な実施例は、４‐オクチン‐１，７‐ジアミン（ＣＡＳ番号２０７９８０‐９５‐８）および４‐ノニン‐１，７‐ジアミン（ＣＡＳ番号２０７９８０‐９７‐０）である。
【００５６】
本発明による両親媒性重合体の形成方法において、化学式（Ｉ）（上記参照）の無水マレイン酸重合体、単官能基化合物および少なくとも２つの官能基を有する化合物の間の反応は、塩基の存在下で行うことができる。一般に、意図された目的に適した任意の塩基が用いられる。一実施形態において、塩基は求核塩基である。求核塩基は、塩基特性および求核特性を持つ塩基である。例示的な実施例としては、それだけに限られないが、リチウムジイソプロピルアミド、リチウムテトラメチルピペリジド、ジイソプロピルエチルアミン（ヒューニッヒ塩基）、１，５‐ジアザビシクロ［４．３．０］‐ノン‐５‐エン、１，８‐ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ‐７‐エン、ビス（トリメチルシリル）アミド、ヘキサメチルジシラザンまたはビスメシチルマグネシウムなどが挙げられる。
【００５７】
両親媒性重合体の形成方法の間、典型的には、無水マレイン酸重合体の無水物基の反応は、非極性側鎖を提供するアミドまたはエステル基の形成をもたらす。この側鎖は、例えば、アルキル鎖などの単官能基化合物から形成される部分、および当該の単官能基化合物から形成される部分に結合されているエステルまたはアミド基の各原子である、少なくとも１つのヘテロ原子を含む、少なくとも１つのヘテロ原子が挙げられる。第１の脂肪族部分は、従って、単官能基化合物から形成される部分、およびＣＯＯ‐基、ＣＯ‐ＮＨ‐基またはＣＯ‐Ｎ‐基を含む。官能基がＣＯ‐Ｎ‐基である実施形態では、二級アミドが形成され、その結果、第１の脂肪族部分は単官能基化合物から形成された２つの部分を含む。
【００５８】
この点に関して、二級アミドが形成される実施形態では、第１の脂肪族部分は単官能基化合物から形成される１つの部分および少なくとも２つの官能基を有する化合物から形成される１つの部分も含む可能性があることに留意されたい。明確にするために、少なくとも２つの官能基を有する化合物から形成される部分を含む任意の脂肪族部分は、第２の脂肪族部分と見なされるものとする。したがって、単官能基化合物から形成される部分および少なくとも２つの官能基を有する化合物から形成される部分の両方を含む脂肪族部分は、分岐した第２の脂肪族部分と見なされるものとする。
【００５９】
さらに、無水マレイン酸重合体の各無水物基は、１つもしくは２つの単官能基化合物、または１つもしくは２つの少なくとも２つの官能基を有する化合物と反応することもできる（下記も参照）。典型的には、無水物基は、単官能基化合物または少なくとも２つの官能基を有する化合物のいずれかに関わらず、最大１つの反応物と反応する。結果として、典型的には溶液に負の電荷をもたらすカルボン酸基が形成される。また、数多くの無水物基は反応を受けない。これらの無水物基は、一般に、本発明の方法の間に加水分解され、さらなるカルボン酸基をもたらす。当業者は、両親媒性重合体を形成する本発明の方法が架橋剤などのあらゆるカップリング剤の使用を必要としないことを理解するであろう。
【００６０】
ポリ（イソブチレン‐ａｌｔ‐無水マレイン酸）は脂肪族アミンと反応できることが以
前示されているが（特開昭第５７‐０１６００４号要約；フェルナンデス‐アルゲレス，Ｍ．Ｔ．ら、Ｎａｎｏ  Ｌｅｔｔｅｒｓ（２００８年）７、９、２６１３ページ〜２６１７ページ）、本発明者は、さらに、ワンポット合成において、２官能基化合物、３官能基化合物、および多官能基化合物をさらなる反応物として使用することができるという驚くべき発見をした。一般に、２官能基化合物および多官能基化合物に１種類の反応のみを受けさせ、それによって重合体の炭化水素骨格への１種類の結合のみが形成される、このような方法においては、反応条件を制御することが可能である。２官能基化合物および多官能基化合物の残りの官能基は、その後の共役反応および架橋反応に利用可能である。この点に関して、両親媒性重合体の炭化水素骨格は、極性側基および約３から約８０までの炭素原子ならびにＮおよびＯから選択される０から約４０までのヘテロ原子のアルキル鎖および共重合可能な基を備える側鎖を有する可能性があることに留意されなければならない。上述のように、共重合可能な基は、アミノ基、ヒドロキシル基、または例えば、末端‐ＣＨ＝ＣＨ２基、末端‐Ｃ≡ＣＨ基、内部‐ＣＨ＝ＣＨ‐基または内部‐Ｃ≡Ｃ‐基などの、末端もしくは内部Ｃ＝ＣもしくはＣ≡Ｃ結合を含む基とすることもできる。上述のように、共重合可能な基は、例えば、ＧがＮ、Ｏ、または例えば‐ＣＨ＝ＣＨ‐基もしくは‐Ｃ≡Ｃ‐基である、‐Ｇ‐ＣＨ＝ＣＨ‐またはＧ‐Ｃ≡Ｃ‐の一般構造の、Ｃ＝ＣまたはＣ≡Ｃ結合の他にさらなる官能基または、近隣もしくはジェミナルなヘテロ原子も含むことができる。
【００６１】
共重合可能な基は、少なくとも２つの官能基を有する化合物の残りの基と同一でも、異なっていてもよい。官能基が同じである実施形態において、無水マレイン酸重合体と反応することができない官能基は、重合方法に加わることから保護されてもよい。当業者に周知の多数の保護基が種々の官能基に対して利用可能である。例示的な実施例としては、ヒドロキシル基はイソプロピリデン基で保護することができる。このような保護基は、重合後に除去されてもよく、したがって、もはや保護されていない（単数または複数の）官能基は、共役反応、架橋反応、共重合反応に利用可能である。例えば、ヒドロキシル基を保護するイソプロピリジン保護基は、酸処理によって除去することができる。当業者はさらに、当該の保護基は、少なくとも２つの官能基を有する化合物それぞれの合成の間に十分前もって導入されなければならない可能性があることに気づくであろう。
【００６２】
一実施形態において、共重合可能な基は側鎖の頭部基であり、その後の共重合または架橋反応が可能である限りは、側鎖の他の任意の位置も可能である。下記にさらに詳細に説明されるように、この架橋反応によって網目構造を形成することも可能である。
【００６３】
別の実施形態において、本発明は水溶性ナノ結晶を形成する方法を提供する。したがって、上述のような１つ以上のナノ結晶および１つ以上の重合体を含む水溶性光ルミネセンス複合材料は、本明細書で提供される方法を用いて形成することもできる。この複合材料は、１つまたは２つまたはそれ以上の異なるナノ結晶および重合体、もしくはそのいずれかのみを含む場合もある。本発明の方法により、ナノ結晶の疎水性特性を親水性特性に転換することもできる。さらに、その結果、非極性で、典型的には疎水性である（例えば、アルキル鎖）末端修飾されたナノ粒子の可溶化および多官能性付与のための多目的プラットフォームが、表面特性を変化させることによって、また官能基を導入することによってもたらされる。したがって、ナノ結晶上の被覆は、同時に溶解性、多官能性付与、構造安定性、および化学的多用途性に関連する問題の同時解決をもたらす。
【００６４】
本発明において用いられるように、ナノ結晶という用語は、少なくとも１つの寸法が例えば≦約１００ｎｍであり、単結晶である、任意のナノ材料として見なすことができる。これらの材料は、電気的および熱力学的特性の多くが強力なサイズ依存性を示し、したがって、注意深い製造方法を通じて制御できることから、技術上、非常に興味深い。１０ｎｍ未満の範囲の半導体ナノ結晶は、しばしば量子ドットと呼ばれる。
【００６５】
本発明によると、例えば、疎水性相互作用またはファンデルワールス相互作用を介してナノ結晶の表面が両親媒性重合体と相互作用できる限りは、本明細書で記載されるように、任意の適切な種類のナノ結晶（例えば、量子ドット）は水溶性にすることもできる。この背景において、「ナノ結晶」および「量子ドット」という用語は、区別なく使用することができる。
【００６６】
一実施形態において、適切なナノ結晶は、金属（Ｍ１）のみを含むナノ結晶コアを備えている。この目的のために、Ｍ１は、元素周期表（ＰＳＥ）のＩＩ主族、ＶＩＬＡ亜族、ＶＩＩＩＡ亜族、ＩＢ亜族、ＩＩＢ亜族、ＩＩＩ主族またはＩＶ主族の元素から成る群から選択することができる。したがって、ナノ結晶コアは、以下に定義されるような非金属元素ＡまたはＢが無く、金属元素Ｍ１のみで構成することもできる。この実施形態において、ナノ結晶は、ＰＳＥの上記の任意の族の純粋な金属、例えば、金、銀、銅（Ｉｂ亜族）、チタン（ＩＶｂ亜族）、テルビウム（ＩＩＩｂ亜族）、コバルト、プラチナ、ロジウム、ルテニウム（ＶＩＩＩｂ亜族）、鉛（ＩＶ主族）またはこれらの合金のみで構成される。
【００６７】
別の実施形態において、本発明で用いられるナノ結晶コアは、２種類の元素を含んでもよい。したがって、ナノ結晶コアは、例えば、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、ＡｕおよびＡｕなどの金属から形成される任意の周知のコアシェルナノ結晶など、Ｍ１およびＭ２の２種類の元素を含む二元ナノ結晶合金とすることもできる。
【００６８】
本発明に適した別の種類の二元ナノ結晶は、１つの金属元素Ｍ１およびＰＳＥのＶ主族またはＶＩ主族から選択される少なくとも１つの元素Ａを含むことができる。したがって、使用に適したナノ結晶のある種類は、目下、ＭＩＡの式である。当該のナノ結晶の実施例は、コアおよびシェル、もしくはそのいずれかがＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＭｇＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、またはＨｇＴｅを含む、第ＩＩ〜ＩＶ族の半導体ナノ結晶（すなわち、ＩＩ主族またはＩＩＢ亜族の金属、およびＶＩ主族の元素を含むナノ結晶）とすることもできる。ナノ結晶コアは、任意の第ＩＩＩ〜Ｖ族の半導体ナノ結晶（すなわち、ＩＩＩ主族およびＶ主族の元素を含むナノ結晶）とすることもできる。コアおよびシェル、もしくはそのいずれかは、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂを含む。本発明に使用することができるコアシェルナノ結晶の具体例としては、それだけに限られないが、ＺｎＳシェルを持つ（ＣｄＳｅ）ナノ結晶、およびＺｎＳシェルを持つ（ＣｄＳ）ナノ結晶などが挙げられる。
【００６９】
本発明は、上述のコアシェルナノ結晶の使用に限定されない。別の実施形態において、本発明のナノ結晶は、式中、
ａ）ＡがＰＳＥのＶＩ主族の元素を表す場合に、Ｍ１およびＭ２が、元素周期表（ＰＳＥ）のＩＩｂ亜族、ＶＩＩａ亜族、ＶＩＩＩａ亜族、Ｉｂ亜族、もしくはＩＩ主族から独立して選択され、または
ｂ）ＡがＰＳＥの（Ｖ）主族の元素を表す場合に、Ｍ１およびＭ２が両方共、ＰＳＥの（ＩＩＩ）主族の元素から選択される、
Ｍ１１‐ｘＭ２ｘＡの組成をもつ均質な三元合金から成るコアを持つこともできる。
【００７０】
別の実施形態において、均質な四元合金から成るナノ結晶が用いられる。この種類の四元合金は、式中、
ａ）ＡおよびＢの両方がＰＳＥのＶＩ主族の元素を表す場合に、Ｍ１およびＭ２が、元素周期表（ＰＳＥ）のＩＩｂ亜族、ＶＩＩａ亜族、ＶＩＩＩａ亜族、Ｉｂ亜族、もしくは
ＩＩ主族から独立して選択され、または
ｂ）ＡおよびＢの両方がＰＳＥの（Ｖ）主族の元素を表す場合に、Ｍ１およびＭ２がＰＳＥの（ＩＩＩ）主族の元素から独立して選択される、
Ｍ１１‐ｘＭ２ｘＡｙＢｉ‐ｙの組成を持つ。
【００７１】
この種の均質な三元または四元ナノ結晶の例は、例えばゾングら（Ｚｈｏｎｇ  ｅｔ  ａｌ）、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ（２００３年）第１２５巻、８５９８ページ〜８５９４ページ、ゾングら（Ｚｈｏｎｇ  ｅｔ，ａｌ）、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ（２００３年）第１２５巻、１３５５９ページ〜１３５５３ページに、または国際特許出願第２００４／０５４９２３号に記載されている。
【００７２】
当該の四元ナノ結晶は、二元ナノ結晶Ｍ１Ａを形成するステップを含む方法によって、
ｉ）ナノ結晶の生成に適した形の元素Ｍ１を含む反応混合物を適切な温度Ｔ１まで加熱するステップ、この温度でナノ結晶の生成に適した形の元素Ａを加えるステップ、反応混合物を上述の二元ナノ結晶Ｍ１Ａの形成に適した温度で十分な時間加熱するステップ、その後、反応混合物を冷却させるステップによって、ならびに
ｉｉ）形成された二元ナノ結晶Ｍ１Ａを沈殿または単離せずに反応混合物を適切な温度Ｔ２まで再加熱するステップ、この温度でナノ結晶の生成に適した形の十分量の元素Ｍ２を加えるステップ、次いで、反応混合物を上述の三元ナノ結晶Ｍ１１‐ｘＭ２ｘＡの形成に適した温度で十分な時間加熱するステップ、その後、反応混合物を室温まで冷却させるステップ、三元ナノ結晶Ｍ１１‐ｘＭ２ｘＡを単離するステップによって、
得ることができる。
【００７３】
この三元ナノ結晶において、指数ｘは、例えば、０．０１＜ｘ＜０．９９、０．１＜０．９または０．５＜ｘ＜０．９５である、０．００１＜ｘ＜０．９９９の値とすることができる。他の実施形態において、ｘは約０．２または約０．３から約０．８または約０．９までの間の値とすることができる。四元ナノ結晶において、ｙの値は例えば、０．０１＜ｙ＜０．９９もしくは０．１＜ｘ＜０．９５である、０．００１＜ｙ＜０．９９９の値、または約０．２から約０．８の間の値とすることができる。
【００７４】
当該のＩＩ〜ＩＶ三元ナノ結晶において、結晶に含まれる元素Ｍ１およびＭ２は、Ｚｎ、ＣｄおよびＨｇから成る群から独立して選択することもできる。これらの三元合金におけるＰＳＥのＶＩ族の元素Ａは、Ｓ、ＳｅおよびＴｅから成る群から選択されることが好ましい。したがって、これらの元素Ｍ１、Ｍ２およびＡの全ての組み合わせは、本発明の範囲に含まれる。例示的な実施形態において、本発明で用いられるナノ結晶は、ＺｎｘＣｄ１‐ｘＳｅ、ＺｎｘＣｄ１‐ｘＳ、ＺｎｘＣｄ１‐ｘＴｅ、ＨｇｘＣｄ１‐ｘＳｅ、ＨｇｘＣｄ１‐ｘＴｅ、ＨｇｘＣｄ１‐ｘＳ、ＺｎｘＨｇ１‐ｘＳｅ、ＺｎｘＨｇ１‐ｘＴｅ、およびＺｎｘＨｇ１‐ｘＳの組成を持つ。
【００７５】
一部の例示的な実施形態において、上記の化学式に用いられるｘは０．１０＜ｘ＜０．９０または０．１５＜ｘ＜０．８５の値を、より好ましくは０．２＜ｘ＜０．８の値を持つ。特に好ましい実施形態において、ナノ結晶はＺｎｘＣｄ１‐ｘＳおよびＺｎｘＣｄ１‐ｘＳｅの組成を持つ。当該のナノ結晶は、ｘは０．１０＜ｘ＜０．９５の値を、より好ましくは０．２＜ｘ＜０．８の値を持つ。
【００７６】
ナノ結晶コアが本発明のＩＩＩ‐Ｖナノ結晶で作られている特定の実施形態において、元素Ｍ１およびＭ２のそれぞれは、ＧａおよびＩｎから独立して選択される。元素Ａは、Ｐ、ＡｓおよびＳｂから選択されてもよい。これらの元素Ｍ１、Ｍ２およびＡの考えられる全ての組み合わせは、本発明の範囲に含まれる。一部の例示的な実施形態において、ナノ結晶は、ＧａｘＩｎ１‐ｘＰ、ＧａｘＩｎ１‐ｘＡｓおよびＧａｘＩｎ１‐ｘＡｓの組
成を持つ。
【００７７】
一実施形態において、ナノ結晶は半導体材料を含む。上記で説明されているように、半導体材料は、金属、半金属またはその両方を含むことができる。
本発明の上記の方法において、ナノ結晶は、まず、適切な溶媒または当該の溶媒の混合物中に提供される。この点において、適切な、とはナノ結晶がそれぞれの溶媒に可溶でなければならないことを意味する。当該の溶媒の例は、それだけに限定されないが、例えば非プロトン性非極性溶媒などの非プロトン性溶媒および非極性溶媒、もしくはそのいずれかである。後者は、ミネラルオイル、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、ピリジン、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、二硫化炭素、ジオキサン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルおよびテトラヒドロフランから選択されてもよい。
【００７８】
適切な非極性溶媒のさらなる例は、非極性イオン液体である。非極性イオン液体の例としては、それだけに限定されないが、１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウムビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドビス（トリフリル）アミド、１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウムビス‐［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリフルオロ酢酸、１‐ブチル‐３‐メチルイミダゾリウムヘキサフルオロ‐ホスフェート、１‐ヘキシル‐３‐メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１‐ブチル‐３‐メチル‐イミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、トリヘキシル（テトラデシル）ホスホニウムビス［オキサラト（２‐）］ホウ酸、１‐ヘキシル‐３‐メチルイミダゾリウムトリス（ペンタフルオロエチル）トリフルオロホスフェート、１‐ブチル‐３‐メチル‐イミダゾリウムヘクサフルオロホスフェート、トリス（ペンタフルオロエチル）トリフルオロホスフェート、トリヘキシル‐（テトラデシル）ホスホニウム、Ｎ”‐エチル‐Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’‐テトラメチルグアニジウム、１‐ブチル‐１‐メチルピロリジニウムトリス（ペンタフルオロエチル）トリフルオロホスフェート、１‐ブチル‐１‐メチルピロリジニウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１‐ブチル‐３‐メチルイミダゾリウムヘクサフルオロホスフェート、１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドおよび１‐ｎ‐ブチル‐３‐メチルイミダゾリウムなどが挙げられる。極性非プロトン性溶媒の例としては、それだけに限定されないが、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、イソ酪酸イソブチル、エチレングリコールジアセテート、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ‐ジメチルアセトアミド、ニトロメタン、アセトニトリル、Ｎ‐メチルピロリドン、およびジメチルスルホキシドなどが挙げられる。溶媒は、両親媒性重合体およびナノ結晶との間の非共有結合性相互作用または共有結合性相互作用が生じるようになった後に除去することもできる。
【００７９】
本発明の方法において、ナノ結晶は、本発明に従った両親媒性重合体と接触する。その結果として、両親媒性材料は、ナノ結晶の周りを包む。一実施形態において、ナノ結晶は、結晶の表面上の非共有結合性相互作用を介して配位性溶媒を持ち、当該の溶媒は１つ以上の脂肪族側鎖を含むこともできる。この配位性溶媒は、ナノ結晶と両親媒性重合体が接触すると両親媒性重合体と交換される。両親媒性重合体は、非共有結合性相互作用または共有結合性相互作用を介してナノ結晶に固定される。このような相互作用は、それだけに限られないが、配位結合、カシミール相互作用、疎水性相互作用、水素結合、溶媒和力およびファンデルワールス相互作用である可能性がある。
【００８０】
一実施形態において、両親媒性重合体は、適切な溶媒中でナノ結晶に加えられる。適切な溶媒は、例えば極性プロトン性溶媒などの、極性溶媒とすることもできる。プロトン性溶媒は、例えば、ヒドロキシル基中にあるような酸素またはアミノ基中にあるような窒素に対して水素原子結合を有する溶媒である。より一般的には、例えばフッ化水素など、解
離性のＨ＋を含む任意の分子溶媒が、プロトン性溶媒と呼ばれる。このような溶媒の分子は、Ｈ＋（プロトン）を提供することができる。極性プロトン性溶媒の例としては、それだけに限定されないが、水、メタノール、エタノール、ブチルアルコール、ｔｅｒｔ‐ブチルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、ギ酸、酢酸、ジメチルアルシン酸［（ＣＨ３）２ＡｓＯ（ＯＨ）］、アニリン、Ｎ，Ｎ‐ジメチル‐ホルムアミド、Ｎ，Ｎ‐ジイソプロピルエチルアミン、またはクロロフェノールなどが挙げられる。本発明の一実施形態では、水が用いられてもよい。
【００８１】
上述の方法では、ナノ結晶と共に提供される任意の有機溶媒が、本発明の両親媒性重合体と接触した後に水溶液で置き換えられてもよい。一実施形態において、水溶液の相間移動の際に、残存する無水物環は開環することができ、それによって、（単数または複数の）ナノ結晶の安定分散をもたらす静電反発力を引き起こす、負に荷電しているカルボキシル基を生じる。
【００８２】
本発明の一実施形態において、水溶性ナノ結晶を形成する方法は、適切な溶媒にナノ結晶を提供するステップを含む。当該の方法において、ナノ結晶は両親媒性重合体と接触する。両親媒性重合体は、（ｉ）極性側基、（ｉｉ）約３から約２０の炭素原子ならびにＮ、Ｏ、Ｓ、ＳｅおよびＳｉの群から選択される０から約３までのヘテロ原子の主鎖を備える第１の脂肪族部分、ならびに（ｉｉｉ）共重合可能な基を備え第２の脂肪族部分を有し、約３から約８０の炭素原子ならびにＮおよびＯから選択される０から約４０までのヘテロ原子の主鎖を持つ前記第２の脂肪族部分を有する炭化水素骨格を含み；両親媒性重合体およびナノ結晶の間の非共有結合性相互作用または共有結合性相互作用を可能にし、それによって定義が上述されている水溶性ナノ結晶を形成する。したがって、上述の本発明の方法によって、ナノ結晶を水へ移動させることが可能である。
【００８３】
両親媒性重合体の第２の脂肪族部分の共重合可能な基をさらなる官能基を有する化合物と架橋または反応させて（さらなる）重合体または重合体ネットワークを形成することも可能である。この重合は、様々な方法で達成することができる。例えば、共重合可能な基は、両親媒性重合体を、少なくとも２つの官能基を有する（単量体）化合物の２つ以上の官能基が両親媒性重合体の第２の脂肪族部分の共重合可能な基と架橋を形成することができる、少なくとも２つの官能基を有する（単量体）化合物と反応させることによって架橋できるようにすることもできる。別の実施形態では、架橋は両親媒性重合体の第２の脂肪族部分の共重合可能な基の少なくとも２つの官能基を有する化合物との共重合が生じることを可能にすることによって達成される。少なくとも２つの官能基を有する化合物の少なくとも１つの官能基は、アミノ基、ヒドロキシル基、チオール基、セレノール基、ハロゲン、エーテル基、チオエーテル基、エポキシ基、ニトロ基、トリハロシリル基、末端Ｃ＝Ｃ結合、または末端Ｃ≡Ｃ結合のうちの１つである。少なくとも２つの官能基を有する化合物は、水溶性とすることもできる。
【００８４】
いくつかの実施形態において、両親媒性重合体に存在する第２の脂肪族部分の共重合可能な基は、例えば、分子または表面など、任意のさらなる物質と反応することもできる。このような分子または表面は、例えば、両親媒性重合体に含まれる第２の脂肪族部分の共重合可能な基の官能基との反応を受けることができる、１つ以上の官能基を含んでもよい。これに該当する反応は、共有結合または非共有結合の形成をもたらすことができる。それぞれの分子は、例えば、ヌクレオチド、核酸分子、ペプチド、タンパク質、脂質、炭水化物、薬剤、薬剤前駆物質、薬剤候補分子、薬剤代謝物、ビタミン、合成重合体、受容体リガンドまたは代謝物とすることもできる。それぞれの分子は、例えば、選択された目標物質に対して親和性を有する。それぞれのリガンドの例としては、それだけに限定されないが、免疫グロブリン、免疫グロブリン断片；例えば二重特異性抗体（ｄｉａｂｏｄｙ）、三重特異性抗体（ｔｒｉａｂｏｄｙ）もしくは十重特異性抗体（ｄｅｃａｂｏｄｙ）な
どの抗体ドメイン；または例えば、リポカインファミリーのポリペプチドに基づくムテイン、グルボディ（ｇｌｕｂｏｄｙ）、アンキリンスカフォールドまたはクリスタリンスカフォールドに基づくタンパク質、アドネクチン（ＡｄＮｅｃｔｉｎ）、テトラネクチン（ｔｅｔｒａｎｅｃｔｉｎ）、アビマー（ａｖｉｍｅｒ）またはペプトイド（ｐｅｐｔｏｉｄ）などの抗体様機能を持つタンパク質性結合分子などが挙げられる。
【００８５】
この共重合に用いることができる適切な単量体化合物の例示的な実施例としては、Ｎ‐ビニルピロリドン、アクリル酸、アクリル酸エステル、アクリル酸アミド、またはビニルエーテル基に加えてアミノ基またはヒドロキシル基を有するビニルエーテル誘導体などが挙げられる。用いられるアクリル酸は、例えば、アクリル酸またはメタクリル酸および例えばそれらのエステルなどの誘導体とすることもできる。適切なアクリル酸エステルは、水溶性でなければならない。適切なアクリル酸エステルの例としては、それだけに限定されないが、メチルメタクリレート、５‐ヒドロキシメチル‐２（５Ｈ）‐フラノン、２‐ヒドロキシエチルアクリレート、２‐ヒドロキシエチルメタクリレート、または３‐ヒドロキシプロピルアクリレートなどが挙げられる。さらなる例は、エチルメタクリレート、ｎ‐プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ‐ブチルメタクリレート、ｓｅｃ‐ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ｔｅｒｔ‐ブチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ‐プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ‐ブチルアクリレート、ｓｅｃ‐ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｔｅｒｔ‐ブチルアクリレートとすることもできる。アクリル酸アミドは、例えば、アクリルアミド（ＩＵＰＡＣ名：２‐プロペンアミド）、Ｎ‐メチルアクリルアミド、Ｎ‐エチルアクリルアミド、Ｎ‐ｎ‐プロピルアクリルアミド、Ｎ‐イソプロピルアクリルアミド、Ｎ‐ｎ‐ブチルアクリルアミド、Ｎ‐ｓｅｃ‐ブチルアクリルアミド、Ｎ‐イソブチルアクリルアミド、Ｎ‐ｔｅｒｔ‐ブチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ‐ジメチルメタクリルアミドＮ‐（ヒドロキシメチル）アクリルアミド、マレアミック酸またはそれらの任意の誘導体とすることもできる。一実施形態では、アクリル酸アミドは、Ｎ‐イソプロピルアクリルアミドである。ビニルエーテル誘導体の例としては、モノエタノールアミンビニルエーテル、モノプロパノールビニルエーテル、１，４‐ブタンジオールビニルエーテル、１，５ペンタンジオールビニルエーテルなどが挙げられる。その他の例は、ビニルアルコールのような水溶性単量体、１，４‐ペンタジエン‐３‐オール、２‐メチル‐２‐プロペン‐１‐オール、アリルアルコール、３‐ブテン‐１，２‐ジオール、２‐メチレン‐１，３‐プロパンジオール、トランス‐２，３‐ジメチルアクリル酸または４‐スチレンスルホン酸などが挙げられる。
【００８６】
上記の重合反応に用いることができるさらなる基は、それだけに限定されないが、アルケン基、アルキン基、アリル基、アリルグリシジルエーテル基、アルキルアルケン基、アルキルアルキン基、ベンゾキサジン基、エポキシド基、およびオキセタン基とすることができる。
【００８７】
一実施形態において、共重合可能な基の架橋を可能にするステップは、両親媒性重合体の第２の脂肪族部分の共重合可能な基を互いにクロス重合可能にすることによって達成される。別の実施形態において、共重合可能な基は少なくとも２つの官能基を有する化合物を加えずに、互いにクロス重合することができる。さらなる（クロス）重合の結果として、重合体網目構造を形成することができる可能性がある。この網目構造内に、複数の水溶性ナノ結晶が埋め込まれてもよい。
【００８８】
両親媒性重合体の少なくとも２つの官能基を有する化合物との反応は、極性プロトン性溶媒の存在下で行うことができる。極性プロトン性溶媒は、上述のように、例えば水とすることができる。
【００８９】
重合反応をさらに支援するために、適切な開始剤が添加されてもよい。開始剤は、重合反応の開始に役立てることができる。当技術分野に周知のいずれの開始剤も、このような目的に用いることができる。重合は、確立された方法論に従って行うこともでき、例えば、適切な単量体および本発明の重合体で被覆されたナノ結晶の直接的な混合（下記の実施例４を参照）またはマイクロエマルジョン重合（実施例５を参照）によって行うこともできる。一般に、重合反応は当技術分野に周知の標準的な手法および方法によって行われる。
【００９０】
結果として、本発明は、１つ以上のナノ結晶を含む上述の重合体網目構造などの重合体も提供する。任意のナノ結晶が重合体中に含まれてもよい。複数のナノ結晶が重合体に含まれる場合、これらのナノ結晶は、化学的構造、組成およびサイズ、もしくはそのいずれかが同一、類似、または異なっていてもよい。
【００９１】
上記で明らかであるように、重合体網目構造を含む重合体は、例えば、重合体に与えられる環境または溶剤の変化に応じて可逆的に変更可能または調節可能な、極性、パッキング、立体配座、または体積などの固有の特性を持つ可能性がある。このような環境またはそれぞれの溶剤の変化は、例えば、温度、例えばイオンなどの溶剤の成分の溶液濃度の変化、またはｐＨの変化である可能性がある（図１０を参照）。このような重合体の例示的な実施例は、Ｎ‐イソプロピルアクリルアミド単位を含む重合体である。したがって、表面にそれぞれ重合体をもつ水溶性ナノ結晶は、例えば、サイズ、分子パッキングまたは分子極性など、水溶性の程度を含む１つ以上の特性の変化を受ける可能性が高いかもしれない。１つ以上のナノ結晶が当該の重合体に光ルミネセンス特性をもたらす一実施形態において、ルミネセンス特性は、重合体の特性変化の影響を受ける可能性もある。したがって重合体は、１つ以上のナノ結晶の調節可能なルミネセンス特性を与える可能性がある。
【００９２】
例えば、本明細書に記載されるようなナノ結晶が上述のように埋め込まれる、上述の重合体網目構造は、例えば、安定性、溶解性、重合体の加工可能性の増大、材料の触媒特性の向上など、系にさらなる特性を提供する可能性もある。この点において、網目構造は三次元系とすることもできる。このような網目構造において、両親媒性重合体中のナノ結晶の量は、例えば、約０．０５％（ｖ／ｖ）から約４０％（ｖ／ｖ）まで、約１％（ｖ／ｖ）から約３０％（ｖ／ｖ）まで、約１％（ｖ／ｖ）から約２５％（ｖ／ｖ）までなど、例えば、約０．０５％（ｖ／ｖ）から約５０％（ｖ／ｖ）までを含む、約０．０１％（ｖ／ｖ）から約５０％（ｖ／ｖ）までの範囲とすることもできる。一実施形態において、この系の両親媒性重合体は表面に側鎖をもち、当該の側鎖は約３から約８０までの炭素原子ならびにＮおよびＯから選択される０から約４０までのヘテロ原子のアルキル鎖を備え、また当該の側鎖は共重合可能な基を備え、第２の脂肪族部分の当該の共重合可能な基は架橋を可能にし、それによって上述の重合体網目構造を特徴付ける。例えば、重合体網目構造は、両親媒性重合体を少なくとも２つの官能基を有する化合物と反応させることによって得ることができ、少なくとも２つの官能基を有する化合物の２つ以上の官能基は、両親媒性重合体の第２の脂肪族部分の共重合可能な基との結合を形成することができる。一実施形態において、両親媒性重合体の第２の脂肪族部分の共重合可能な基は、互いにクロス重合することができる。
【００９３】
共重合可能な基を備える少なくとも２つの官能基を有する部分によってもたらされる２官能性、ひいては重合体網目構造形成の可能性は、本発明のナノ結晶を様々な用途に適用するために用いることができる。
【００９４】
その他の可能な適用の中で特に、生体イメージング用途のために、ビニル単量体の共重合または集合体を直接的に用いることによるビニル基付加された集合体の重合体構造への組み込みが含まれる可能性がある。
【００９５】
本発明に従った水溶性ナノ結晶は、微生物内、特に細胞内で便利に使用することもできる。両親媒性重合体の存在は、細胞を含むそれぞれの微生物への内部移行を可能にする。両親媒性重合体の第２の脂肪族部分の共重合可能な基に結合することができる任意の部分または分子によって、水溶性ナノ結晶は選択された細胞内の区画、構造、オルガネラ、またはその他の位置に移動させることができる。使用される両親媒性重合体は、それぞれのナノ結晶を選択された細胞内の位置に移動させることができる、基または部分を含むこともできる。例えば、免疫グロブリン、または免疫グロブリン断片、または受容体リガンドなどの位置を目指す機能を持つ当該の任意の分子または部分が存在せず、水溶性ナノ結晶が細胞に入ることができる典型的な実施形態において、ナノ結晶は、少なくとも大部分が細胞質内部に位置する。例えば、重合体が多価アミン基を含む場合、対応する水溶性ナノ結晶は、エンドソームオルガネラに障害を与えることができる（デュアン，Ｈ．＆ニー，Ｓ．（Ｄｕａｎ，Ｈ．，＆Ｎｉｅ，Ｓ．）、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．（２００７年）１２９、１１、３３３３ページ〜３３３８ページ）。ナノ結晶により典型的に観察される細胞毒性作用は、水溶性重合体のそれぞれの選択によって回避することができる。これは、細胞毒性がナノ結晶自体ではなく、ナノ結晶の表面に存在する分子に依存するという事実が原因である（ホシノ，Ａ．ら（Ｈｏｓｈｉｎｏ，Ａ．，ｅｔ  ａｌ．）、Ｎａｎｏ
Ｌｅｔｔｅｒｓ（２００４年）第１１巻、２１６３ページ〜２１６９ページ）。したがって、例えば量子ドットなどの本発明に従ったナノ結晶は、例えば免疫蛍光イメージングまたは超微細構造イメージングなど、細胞内プローブなどの様々な生物学的および医学的用途に使用することができる（例えば、キング，Ｊ．ら（Ｋｉｎｇ，Ｊ．，ｅｔ  ａｌ．）、Ｍｉｃｒｏｓｃ．Ｍｉｃｒｏａｎａｌ．（２００８年）、第１４巻、補足２、７０２ページ〜７０３ページを参照）。
【００９６】
別の実施形態において、本発明は、所定の分析物に対する結合親和性をもつ分子と結合される、本明細書に記載されるようなナノ結晶に言及することもできる。このような結合は、本発明の系によって形成される重合体網目構造を介して影響を及ぼす可能性がある。ナノ結晶を所定の分析物に対する結合親和性を持つ分子に結合することによって、マーカー化合物またはプローブが形成される。当該のプローブにおいて、本発明のナノ結晶は、例えば、所定の分析物の検出に用いることができる可視範囲または近赤外範囲の電磁スペクトルの放射を発する、ラベルまたはタグとしての役割を果たす。
【００９７】
原理上は、分析物に少なくとも一定程度の特異性で結合可能な、特定の結合相手が存在する任意の分析物を検出することができる。検出物は、例えば、薬剤（例えば、アスピリン（登録商標）またはリバビリン）などの化学化合物、または例えばタンパク質（例えば、トロポニンまたは細胞表面タンパク質に対して特異的な抗体）または核酸分子などの生化学的分子であってもよい。例えば、リバビリンなどの関心がある分析物に対して結合親和性をもつ適切な分子（分析物結合相手とも言われる）に結合される場合、結果として生じるプローブは、例えば、患者の血漿中の薬剤濃度を監視するための蛍光免疫アッセイに用いることができる。別の例は、ナノ結晶のストレプトアビジンとの結合である。
【００９８】
分析物は、それだけに限定されないが、例えばウイルス粒子、染色体、または細胞全体など、複雑な生体構造とすることができる。例えば、分析物の結合相手が細胞膜に結合する脂質である場合、例えば当該の脂質に結合した本発明のナノ結晶を含む結合体を細胞全体の検出および視覚化のために用いることができる。細胞染色または細胞イメージングなどの目的のためには、可視光を発するナノ結晶が好ましく用いられる。本開示にしたがって、分析物の結合相手に結合された、本発明のナノ結晶を含むマーカー化合物の使用によって検出される分析物は、好ましくは生体分子である。
【００９９】
したがって、さらなる実施形態において、分析物と結合親和性をもつ分子は、タンパク
質、ペプチド、免疫原性ハプテンの特徴をもつ化合物、核酸、炭水化物、または有機分子である。分析物の結合相手として使用されるタンパク質は、例えば、抗体、抗体断片、リガンド、アビジン、ストレプトアビジン、または酵素などとすることができる。有機分子の例は、ビオチン、ジゴキシゲニン、セロトロニン（ｓｅｒｏｔｒｏｎｉｎｅ）、葉酸誘導体、抗原、ペプチド、タンパク質、核酸および酵素などの化合物である。核酸は、それだけに限定されないが、ＤＮＡ、ＲＮＡ、またはＰＮＡ分子、１０から５０ｂｐの低分子オリゴヌクレオチド、および長い核酸などから選択することができる。
【０１００】
本発明の別の実施形態において、色素がナノ結晶を水溶性にするために用いられる両親媒性重合体に直接付着されてもよい。様々な種類の色素が、色素‐ナノ粒子系などの特定の使用に応じて付着されてもよい。例えば、このような系を用いて、１つの粒子レベルで細胞トラフィックをモニターすることもできる。
【０１０１】
さらなる実施形態において、重合可能な官能基で被覆された量子ドットを担う重合体材料が、例えば、シリコン、ガラス、石英などの様々な基材上でのフィルムの形成または固定化のために用いられてもよい。このような固定化またはフィルムコーティングは、このような固定化が必要または適切である、あらゆる技術分野に用いることができる。
【０１０２】
上記ですでに示されているように、本発明による１つ以上のナノ結晶を含む重合体網目構造を含む水溶性ナノ結晶および重合体は、様々な用途に用いることができる。このような用途の例示的な実施例は、生体標識、生体イメージング、物理的検出、化学的検出、発光装置および太陽電池の形成、増幅自然放出、触媒、高屈折率材料の形成および電極被覆の形成などである。
【０１０３】
本発明を容易に理解し、また実際的な効果をもたらすことができるように、特定の実施形態を以下の非限定的な実施例で記載する。
（実施例）
実施例１：量子ドットの合成‐一般的方法
ポリ（イソブチレン‐ａｌｔ‐無水マレイン酸）（分子量＝６０００、および６００００ｇ／ｍｏｌ）を含む、全ての試薬は、Ａｌｄｒｉｃｈ社またはＦｌｕｋａ社から購入した。ＮＭＲスペクトルは、Ｂｒｕｋｅｒ社の４００ＭＨｚ分光器で記録した。ＵＶ‐可視光吸収は、島津製作所の分光光度計（ＵＶ‐１６０１）を用いて記録した。島津製作所の蛍光分光光度計（ＲＦ‐５３０１ＰＣ）は、ＱＤ溶液の発光スペクトルを得るために用いた。
【０１０４】
酸化カドミウム（０．０２６ｇ、０．２０ｍｍｏｌ）およびステアリン酸（０．２５ｇ、０．８８ｍｍｏｌ）を真空乾燥し、その後、Ｎ２雰囲気中で２００℃まで、溶液が透明になるまで加熱した。混合物を室温まで冷却し、その後、ＴＯＰＯ（４．００ｇ、５０ｍｍｏｌ）、次いでヘキサデシルアミン（２．５０ｇ、５００ｍｍｏｌ）を加えた。混合物を２２０〜２４０℃まで温め、ＴＯＰ（０．２ｍＬ、０．２ｍｍｏｌ）中にＳｅ溶液を加えた。ＣｄＳｅコアの周囲のＺｎＳの保護層を成長させるため、ＴＯＰ（０．２ｍＬ、０．２ｍｍｏｌ）中に硫黄溶液をＥｔ２Ｚｎヘキサン溶液／ＴＯＰ（１ｍＬ、０．２ｍｍｏｌ）と少量ずつ交互に加えた。ナノ結晶のサイズとサイズ分布は、温度およびＳｅ溶液とＳの最初の一部分の添加の間の時間によって制御した。
実施例２：ポリマー１〜８の合成のための一般的方法
１ｇポリ（イソブチレン‐ａｌｔ‐無水マレイン酸）溶液の３００ｍＬの乾燥ＣＨＣＩ３溶液に、それぞれのアミン、次いでＤＩＰＥＡ（１ｍＬ）を加え、混合物を５０℃で１６時間撹拌した。重合体６〜８の場合、第２の成分を最初のｎ‐オクチルアミン添加の２時間後に加え、すなわちワンポット反応とした。ＣＨＣＩ３の蒸発後、重合体骨格中のカルボキシル基に対して小過剰量のＮａＯＨを含む水に材料を懸濁した。水およびＤＩＰＥ
Ａの蒸発後に、残物を水に溶解し、水で２，３日透析した。１Ｍ  ＮａＯＨによりｐＨ１１まで溶液をアルカリ化し、その後、蒸発させて産物を得た。ポリ（イソブチレン‐ａｌｔ‐無水マレイン酸）は、自発的に単官能基化合物と少なくとも２つの官能基を有する化合物（ここでは第２の成分）の両方と高収量で反応する。
【０１０５】
以下に、関係のある一連の両親媒性重合体１〜５の形成に関する典型的なデータを示す。これらの両親媒性重合体は、前述のプロトコルに従って、ポリ（イソブチレン‐ａｌｔ‐無水マレイン酸）に対してｎ‐オクチルアミンを様々なモル比でグラフトすることによって合成した（表１も参照）。ＱＤ／重合体集合体に追加の官能基単位を導入するために、ビニル基を含む重合体６、および別のＰＥＧオリゴマー７〜８も同様に合成した。
重合体１
【０１０６】
【化８】
2010539320.tif 000010
【０１０７】
ポリ（イソブチレン‐ａｌｔ‐無水マレイン酸）６０００のオクチルアミン（０．０５ｇ、０．４ｍｍｏｌ）との反応によって、結晶状の産物１（０．８６ｇ、５９％）を得た。１Ｈ‐ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）δ：３．２５‐２．９０（ｍ，９Ｈ），２．５９（ｂｓ，３９Ｈ），２．０８（ｂｓ  ３９Ｈ），１．９５‐１．３５（ｍ，８１Ｈ），１．３４（ｂｓ，６２Ｈ），１．１３‐０．６５（ｍ，２３８Ｈ）。目標組成物：カルボキシル基９７％、オクチルアミド３％；検出組成物：カルボキシル基９６％、オクチルアミド４％。
重合体２
【０１０８】
【化９】
2010539320.tif 000011
【０１０９】
ポリ（イソブチレン‐ａｌｔ‐無水マレイン酸）６０００のオクチルアミン（０．１５ｇ、１．２ｍｍｏｌ）との反応によって、結晶状の産物２（０．９７ｇ、６４％）を得た。１Ｈ‐ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）δ：３．３０‐２．９０（ｍ，２３Ｈ），２．５９（ｂｓ，３８Ｈ），２．４２‐１．４０（ｍ，１５２Ｈ），１．２３（ｂｓ，１１６Ｈ），１．１５‐０．７０（ｍ，２３８Ｈ）。目標組成物：カルボキシル基９１％、オク
チルアミド９％；検出組成物：カルボキシル基８９％、オクチルアミド１１％。
重合体３
【０１１０】
【化１０】
2010539320.tif 000012
【０１１１】
ポリ（イソブチレン‐ａｌｔ‐無水マレイン酸）６０００のオクチルアミン（０．４２ｇ、３．２ｍｍｏｌ）との反応によって、結晶状の産物３（１．０６ｇ、６３％）を得た。１Ｈ‐ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）δ：３．２８‐２．８５（ｍ，４７Ｈ），２．６０（ｂｓ，３７Ｈ），２．４１‐１．６０（ｍ，８１Ｈ），１．４７（ｂｓ，６８Ｈ），１．２４（ｂｓ，２５３Ｈ），１．１２‐０．７５（ｍ，２８６Ｈ）。目標組成物：カルボキシル基７５％、オクチルアミド２５％；検出組成物：カルボキシル基７５％、オクチルアミド２５％。
重合体４
【０１１２】
【化１１】
2010539320.tif 000013
【０１１３】
ポリ（イソブチレン‐ａｌｔ‐無水マレイン酸）６０００のオクチルアミン（０．８４ｇ、６．５ｍｍｏｌ）との反応によって、結晶状の産物４（１．６３ｇ、８８％）を得た。１Ｈ‐ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）δ：３．２５‐２．８５（ｍ，７２Ｈ），２．６０（ｂｓ，３４Ｈ），２．４０‐１．６５（ｍ，７３Ｈ），１．４８（ｂｓ，８７Ｈ），１．２４（ｂｓ，３７９Ｈ），１．１２‐０．６５（ｍ，３１７Ｈ）。目標組成物：カルボキシル基５０％、オクチルアミド５０％；検出組成物：カルボキシル基６１％、オクチルアミド３９％。
重合体５
【０１１４】
【化１２】
2010539320.tif 000014
【０１１５】
ポリ（イソブチレン‐ａｌｔ‐無水マレイン酸）６００００のオクチルアミン（０．２１ｇ、１．６ｍｍｏｌ）との反応によって、結晶状の産物５（１．４９ｇ、９５％）を得た。１Ｈ‐ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）δ：３．２５‐２．８５（ｍ，３３Ｈ），２．６２（ｂｓ，４３Ｈ），２．４０‐１．６５（ｍ，８９Ｈ），１．４９（ｂｓ，７６Ｈ），１．２５（ｂｓ，１５９Ｈ），１．１２‐０．６５（ｍ，２６２Ｈ）。目標組成物：カルボキシル基８８％、オクチルアミド１２％；検出組成物：カルボキシル基８５％、オクチルアミド１５％。
重合体６
【０１１６】
【化１３】
2010539320.tif 000015
【０１１７】
ポリ（イソブチレン‐ａｌｔ‐無水マレイン酸）６０００のオクチルアミン（０．２１ｇ、１．６ｍｍｏｌ）および３‐アミノ‐１‐プロパノールビニルエーテル（０．０２ｇ、０．２０ｍｍｏｌ）との反応によって、結晶状の産物６（０．９１ｇ、６０％）を得た。１Ｈ‐ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）δ：６．４２（ｂｓ，１．５Ｈ），４．２５（ｂｓ，１．５Ｈ），４．０４（ｂｓ，１．５Ｈ），３．７８（ｂｓ，３Ｈ），３．２５‐２．８２（ｍ，３０Ｈ），２．８０‐１．６０（ｍ，１５４Ｈ），１．４５（ｂｓ，４５Ｈ），１．２９（ｂｓ，１４４Ｈ），１．１４‐０．６５（ｍ，２５８Ｈ）。目標組成物：カルボキシル基８７％、オクチルアミド１２．５％、ビニル１．５％；検出組成物：カルボキシル基８５％、オクチルアミド１３％、ビニル１．８％。
重合体７
【０１１８】
【化１４】
2010539320.tif 000016
【０１１９】
ポリ（イソブチレン‐ａｌｔ‐無水マレイン酸）６０００のオクチルアミン（０．２１ｇ、１．６ｍｍｏｌ）およびＰＥＧ  ６００（１１．６ｇ、１９ｍｍｏｌ）との反応によって、ガラス状の産物７（３．２０ｇ、８６％）を得た。１Ｈ‐ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）δ：４．２０‐３．９８（ｍ，１３Ｈ），３．８２‐３．４０（ｍ，１１９１Ｈ），３．２６‐３．８６（ｍ，１７Ｈ），２．８０‐１．６０（ｍ，１６５Ｈ），１．４７（ｂｓ，４８Ｈ），１．２２（ｂｓ，１８９Ｈ），１．１４‐０．６８（ｍ，２６２Ｈ）。目標組成物：カルボキシル基５０％、オクチルアミド１２％、ＰＥＧ  ４８％；検出組成物：カルボキシル基５５％、オクチルアミド１５％、ＰＥＧ  ３０％。
重合体８
【０１２０】
【化１５】
2010539320.tif 000017
【０１２１】
ポリ（イソブチレン‐ａｌｔ‐無水マレイン酸）６０００のオクチルアミン（０．２１ｇ、１．６ｍｍｏｌ）およびジアミノプロピルＰＥＧ  １５００（０．５０ｇ、０．３３ｍｍｏｌ）との反応によって、結晶状の産物８（１．５８ｇ、７８％）を得た。１Ｈ‐ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）δ：３．７８‐３．４２（ｍ，２７０Ｈ），３．２５‐３．８２（ｍ，３０Ｈ），２．８０‐１．６０（ｍ，１２８Ｈ），１．４８（ｂｓ，４８Ｈ），１．２２（ｂｓ，１５１Ｈ），１．１２‐０．７０（ｍ，２６０Ｈ）。目標組成物：カルボキシル基８８％、オクチルアミド１３％、ＰＥＧ  １５００  ５％；検出組成物：
カルボキシル基８１％、オクチルアミド１４％、ＰＥＧ  １５００  ５％。
【０１２２】
重合体の組成が適切に得られたことを確認するために、ＮＭＲスペクトルを、カルボキシル基に対して化学量論的量のＮａＯＨによる処理によって開いたポリ（イソブチレン‐ａｌｔ‐無水マレイン酸）骨格のＮＭＲを比較した。ＮＭＲの積分は、骨格６０００ｇ／ｍｏｌ（ｎ＝３８）に対して正規化した。重量平均分子量は、精製重合体のＮＭＲスペクトルに基づいて計算した。
【０１２３】
図２Ｂから図２Ｄに示されているように、重合体は上述と同様の方法で、適切なアミン（オクチルアミン、およびビニル基またはアクリル基を有するアミン）を無水重合体骨格にグラフトすることによって合成することができる。
【０１２４】
重合体１〜８の骨格におけるカルボキシル基の数に対する疎水性単位の数の制御は、ポリ酸無水物鎖との反応に用いた求核反応物の量を変化させることによって達成した（ポリマー１〜４参照、図２Ａも参照）。
実施例３：ＱＤ／重合体集合体の合成
精製した２ｍｇのＱＤをＴＨＦ（２ｍＬ）に溶解し、０．５ｍＬの１．４ｍＭ重合体溶液を加え、次いで５ｍＬの水を加えた。混合物を、ロータリエバポレータを用いて１ｍＬまで濃縮した。濁水懸濁液を０．８μｍフィルターで濾過し、フィルターを５ｍＬの純水で洗浄した。上清を親水性フィルター（０．２μｍ）で同じ方法に従って再度濾過し、その結果として清澄なＱＤ水溶液を得た。過剰な水を、ロータリエバポレータを用いて所望の濃度に達するまで除去することもできる。
【０１２５】
上述の重合体１〜８は、ナノ結晶の水への移動に用いられた。ＱＤ／重合体集合体の吸収に基づいて、１０から８０％のドットが懸濁方法を通過していると推定された。しかし、この収量は、用いられた重合体に強く依存し、さらにそれ以上にＱＤの純度に依存する（過剰な疎水性リガンドは、凝集の形成を引き起こす）。次に重合体１〜５の懸濁効率をテストした。ＴＨＦ中の同一初期量のＱＤで開始し、水中に同一濃度の重合体１〜５を適用したが、水中に様々な濃度のＱＤ（光吸収から計算）が得られた。水中のＱＤの最終濃度は、ＱＤを水に懸濁する所定の重合体の能力に依存する。重合体骨格に付いたｎ‐オクチル基の数が多い重合体（表２）がより好ましく、このことは、アンカーポイント（この場合、疎水性ｎ‐オクチル鎖）が多いほど疎水性、親水性相互作用に基づく集合に対する安定性がより高い、という一般的な観察結果に一致することが見いだされた。重合体５については、重合体１〜４より１０倍大きい分子量であり、最終的な水溶液中のＱＤ濃度の低さが凝集形成（数個のドットが同じ重合体鎖に付く）、および濾過のステップに関する問題の原因となる可能性がある。ＱＤ溶液中のＴＯＰＯ、ＴＯＰおよびヘキサデシルアミンを除去するための注意深い精製が、安定なＱＤ／重合体集合体の効率的な形成に重要である。おそらく、残留するアルキルリガンドが単分散ミセルの形成を妨げ、また綿状沈殿を促進する。重合体によるＱＤの被覆および水への移動は、基本的な発光特性に対して目立った影響を示さなかった。吸収スペクトルは僅かな変化を示したが、最大発光波長および発光スペクトル幅は基本的に無変化のままだった（図３）。
ＱＤの被覆
疎水性ＱＤ（ＩＤ番号２００７０９）（例えば、ＴＯＰＯで被覆されたＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット）の被覆は、ＱＤをＴＨＦに懸濁、次いで重合体水溶液を添加することによって行う。蒸発によるＴＨＦの除去の結果、重合体で被覆された量子ドットの安定なコロイド状溶液が生じる。結果として生じる溶液は、清澄、透明で、長期間光学的かつコロイド安定性を呈する。被覆方法は、その表面に関わらず、一般にあらゆるナノ粒子物質に実施可能であることが留意される。
実施例４：ＮＩＰＡＭ量子ドットの共重合
重合は、アクリル単量体、および例えば図２Ｂから図２Ｄに示されるような重合体で被
覆されたＱＤを水中で直接混合することによって、または適切な開始剤の存在下で一方の材料を他方の溶液に混合することによって行われる。使用される重合体（図２Ｂから図２Ｄを参照）、および反応条件（例えば、温度、開始剤、材料濃度）によって、埋め込まれた様々な数のＱＤが重合体鎖に付いた様々なサイズのミクロスフェアが得られる可能性がある。図５は、ＰＮＩＰＡＭ／ＱＤ組成の典型的な様々なミクロスフェア像を示す。
典型的な重合方法：
５０ｍＬの三つ口フラスコに、ＮＩＰＡＭ（０．０５０３ｇ）、アクリルエステルアンモニウム塩の重合体で被覆されたＱＤ溶液（８ｍｇ）（図１Ｃ）、および２０ｍＬの水を、１５回吸引／アルゴン排気することによって酸素を除いた。温度を７０℃に上げ、開始剤Ｋ２Ｓ２Ｏ８（１ｍＬのＨ２Ｏに０．０３１９ｇ）を加えた。次に、４ｍＬのＨ２Ｏに架橋剤ＭＢＡＡＭ（０．０２８５ｇ）およびＮＩＰＡＭ（０．２５２６ｇ）を溶かした溶液を、７５分以内に混合した。混合後、混合物をさらに４時間７１℃に保ち、室温まで冷却した。精製は、透析（５０ｋＤ膜）によって行い、大きい粒子を除去するため遠心した。その結果、ＱＤを有するＰＮＩＰＡＭのサブミクロ粒子の水溶液が得られた（図６）。量子ドットの直接クロス重合
重合は、開始剤（例えば、Ｋ２Ｓ２Ｏ８）を、図２Ｂから図２Ｄに示されているような、重合可能な両親媒性重合体で被覆されたドットの水溶液に添加することによって行われる（図１）。粗反応混合物の透析の結果、ＱＤ含有量が高い、水処理可能、かつ懸濁可能な固形重合体膜が生じる（図８）。
典型的な重合方法：
５０ｍＬのフラスコ内で、アクリルアミドナトリウム塩の重合体で被覆されたＱＤ（８ｍｇ）の溶液（図１Ｂ）および２０ｍＬの水を、１５回吸引／アルゴン排気することによって酸素を除いた。温度を７０℃に上げ、開始剤Ｋ２Ｓ２Ｏ８（１ｍＬのＨ２Ｏに０．０３１９ｇ）を加えた。反応温度を、６時間維持した。精製は、透析（５０ｋＤ膜）によって行った。精製の結果、ＱＤを高濃度で有する水溶性の重合体ネットワークを得た（図７）。
実施例５：ＱＤのマイクロエマルジョン重合および共重合
重合可能な官能基（例えば、実施例４に記載）をもつ被覆されたＱＤを有する重合体材料（例えば、実施例１〜３に記載）を、逆相マイクロエマルジョン方法における自己重合および他の水溶性単量体との共重合に用いる。４００ｎｍから１０μｍまでの範囲で制御可能な直径を持つミクロスフェアが得られる。ミクロスフェアは、長期間にわたって発光性である。
典型的なマイクロエマルジョン重合による重合方法：
１０ｍＬのパラフィンオイルに溶解したソルビタンモノオレエート（Ｓｐａｎ  ８０、０．２３ｇ）の溶液にアルゴンを１時間通した。ＮＩＰＡＭ（０．１５ｇ、１．３２ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ’メチレンビスアクリルアミド（０．０１３ｇ、０．０６ｍｍｏｌ）、８ｍｇのＱＤ、および１０ｍｇの重合体（例えば、１．３．２に記載）を含む体積１ｍＬの水溶液を、油層に加え、アルゴン通気をさらに１時間継続した。エマルジョンは、４０℃で１時間超音波処理し、次に、実験用ボルテックス振盪機で、室温で１時間振盪した。安定で均質なエマルジョンをペトリ皿に入れ、窒素換気された架橋装置で５から１５０℃の間の温度で４時間ＵＶランプ照射し、次に照射なしで１６時間不活性空気中で放置した。ＰＮＩＰＡＭラテックスの精製は、洗浄ステップを数回、およびヘキサンでの遠心、次いで数回の洗浄ステップおよび水での遠心を行うことによって実施した。
実施例６：ＱＤを担う薄膜の形成
重合可能な官能基（例えば、１．２に記載）を備える、被覆されたＱＤ（例えば、１．１に記載）を有する重合体材料が、例えば、シリコン、ガラス、石英など、様々な基材上での薄膜の形成に用いられる。薄膜は、例えば、スピンコーティングまたはドロップキャスティングなどの様々な方法で形成することができ、その後で、例えばＵＶまたは熱開始重合など、様々な重合手法を用いてクロス重合される。
薄膜重合の典型的な重合方法‐ＵＶ重合
ＮＩＰＡＭ（０．１５ｇ、１．３２ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ’メチレンビスアクリルアミド（０．０１３ｇ、０．０６ｍｍｏｌ）、８ｍｇのＱＤおよび１０ｍｇの重合体（例えば、１．２に記載）を含む、体積１ｍＬの水溶液を、３‐（トリメトキシシリル）プロピルメタクリレートで官能性付与したガラス表面上にドロップキャストした。スライドガラスをＵＶで６時間照射した結果、重合体薄膜は、発光特性を維持していた。
実施例７：ＡＦＭおよびＴＥＭ実験
ＡＦＭイメージング用の試料を、希釈したＱＤ／重合体溶液を１×１ｃｍ２の清浄なシリコンウエハ片上にドロップキャスティングすることによって調製した。基材を蒸留水で洗浄し、過剰な材料を除去した。試料を風乾し、次に、磁性金属パックに装着した。重合体で被覆されたＱＤのイメージングは、Ｎａｎｏｓｃｏｐｅ  ＩＶコントローラーを装備したＭｕｌｔｉｍｏｄｅ  Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ビーコ‐デジタルインスツルメンツ社、カリフォルニア州サンタバーバラ）で行われた。タッピングモードでのイメージングには、シングルビームＳｉカンチレバー（Ｐｏｉｎｔｐｒｏｂｅ‐ｐｌｕｓ、ナノセンサーズ社、ドイツ）を用いた。
【０１２６】
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）については、溶液をカーボンフィルムで被覆された銅グリッド上にドロップキャストし、風乾した。イメージングは、ＪＥＯＬ  ２１００  ＴＥＭを用いて２００ｋＶで行った。
【０１２７】
ＴＥＭは、重合体で被覆された個別の量子ドットを観察するために用いた（図４Ａ）。高解像度像（挿入図）は、高結晶質の水溶性ＱＤの原子干渉縞を分離している。低解像度像（図４Ａ）は、重合体で被覆されたＱＤが溶液中で大きな凝集構造を形成しなかったことを示している。高度希釈した溶液からシリコン基材上に被着したＱＤ／重合体集合体の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の高倍率像（図４Ｂ）は、その球状の形状を示している。構造の高さは、重合体シェルで被覆されたＱＤのサイズにおよそ相当する、４から６ｎｍの範囲だった。重合体で被覆されたＱＤの側方のサイズは、チップに関連する効果によって、著しく幅広くなる可能性もある。
実施例７ａ：細胞内部移行‐細胞構造
ヒト乳がん細胞、ＭＣＦ‐７（ＡＴＣＣ）およびラットグリオーマ細胞Ｃ６（ＡＴＣＣ）を加湿した５％ＣＯ２の環境の空気中で、３７℃で培養し、１０％ＦＢＳおよび１％ペニシリン‐ストレプトマイシン溶液を加えたＤＭＥＭ培地で維持した。培地は一日おきに補充した。細胞による粒子の取り込みを調べるために、Ｌａｂ‐Ｔｅｋカバーグラスチェンバー（Ｎｕｎｃ）に細胞を２．０×１０４細胞／ｃｍ２で播種した。
実施例７ｂ：細胞内部移行‐生細胞におけるＱＤ／重合体集合体の取り込み
図２Ｃに示された重合体に埋め込まれた、量子ドットの集合体の細胞による取り込みは、培地を、希釈前にｐＨを９に調節した溶液中の１ｍｇ／ｍｌの関係のある粒子を含む培地と交換した時に開始した。細胞の単層をさらに３７℃で１時間培養した。培養時間の終了時に、細胞を新しい、あらかじめ温めたＰＢＳ緩衝液で３回洗浄して、細胞と関連しなかった過剰な粒子を除去した。細胞を７０％エタノールで固定した。粒子が細胞の細胞質に入ったかどうかを評価するために、細胞内の粒子の位置決定を容易にするために、ＤＡＰＩを用いて核を染色した。同じ試料を、次に蛍光用封入剤（Ｄａｋｏ）にマウントした。６０×の水浸型対物レンズで支援されたＯｌｙｍｐｕｓ  ＦＶ５００システムを用いて共焦点蛍光顕微鏡観察を行った。画像は、１０２４×１０２４ピクセルの断面で取り込み、ＦＶ１０‐ＡＳＷ  １．３  Ｖｉｅｗｅｒで画像処理を行った。
【０１２８】
哺乳動物癌細胞（ＭＣＦ‐７およびＣ６）によるテストは、ＱＤ／重合体集合体が効率的に内部移行できることを示した（図９）。ＱＤの生細胞の細胞質への蓄積は、ＱＤ／重合体集合体が細胞質内に入った時の粗面小胞体付近およびリボソームへの選択的な分布によるものである（図９ｂ）。
【０１２９】
本明細書に例示的な実施例として記載されている本発明は、本明細書に具体的に開示されていない任意の要素または複数の要素、限定または複数の限定が欠けている場合にも適切に実践することができる。例えば、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」「包含する（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」などの用語は、限定せずに拡張的に読まれるものとする。また、本明細書において使用されている用語および表現は、限定ではなく説明の用語として用いられ、本明細書に示されまた記載され、または本明細書の一部分である当該の用語および表現の使用において、任意の同等物の特徴を除外する意図はないが、請求の範囲に記載されている本発明の範囲内で様々な修正が可能であることが認識される。したがって、本発明は例となる実施形態および任意の特徴によって具体的に開示されているが、本明細書に統合されて記載される本発明の修正および変更は当業者によって実施することもできること、また、当該の修正および変更は本発明の範囲内であると見なされることが理解されなければならない。
【０１３０】
本発明は、本明細書に広範かつ一般的に記載されている。一般的な開示の範囲内に含まれる狭義の種類および下位一般分類のそれぞれも本発明の一部を成す。これは、用いられた構成要素が具体的に本明細書に列挙されているか否かに関わらず、条件付きで、または任意の対象物を種類から除外する消極的な限定付きで、本発明の一般的記載を含む。
【０１３１】
他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内に含まれる。また、本発明の特徴または態様がマーカッシュグループで記載されている場合、当業者は本発明がマーカッシュグループの任意の個別要素または下位群の要素によっても記載されていることが認識されよう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
2010539320.tif 000031
【図２Ｈ】
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【図３Ａ】
2010539320.tif 000033
【図３Ｂ−Ｃ】
2010539320.tif 000034
【図４Ａ】
2010539320.tif 000035
【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
2010539320.tif 000041
【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
2010539320.tif 000046
【図１１】
2010539320.tif 000047
【図１２】
2010539320.tif 000048
【図１３】
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【図１４】
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【図１６】
2010539320.tif 000051
【図１７】
2010539320.tif 000052
【図１８】
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【図１９】
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【図１０】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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2010539320.tif 000058
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