(57)【要約】【課題】カロテノイドを酸素などの化学分子や光又はラジカルによる影響を排除して安定化して化学的変化を起こさないようにしてカロテノイド本来の性質を発揮させるための新規な構造体、及びカーボンナノチューブを周囲の環境から保護して安定化させることができる新規な構造体を提供。【解決手段】カロテノイドを内包したカーボンナノチューブからなることを特徴とする構造体。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カロテノイドを内包したカーボンナノチューブからなることを特徴とする構造体。
【請求項２】
請求項１記載の構造体からなることを特徴とするカロテノイド安定化維持材。
【請求項３】
請求項１記載の構造体からなることを特徴とするカーボンナノチューブ安定化維持材。
【請求項４】
請求項２記載のカロテノイド安定化維持剤からなるドラッグデリバリー材料。
【請求項５】
請求項1記載のカロテノイドがβ−カロテンであることを特徴とする構造体。
【請求項６】
請求項１又は5記載の構造体からなることを特徴とする非線形光学材料。
【請求項７】
請求項１又は５記載の構造体からなる光デバイス材料。
【請求項８】
請求項１又は５記載の構造体からなるレーザー色素材料。
【請求項９】
請求項１又は５記載の構造体からなる色素増感太陽電池材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カロテノイドを内包した構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カロテノイドは、動植物に広く含まれる色素の総称を意味する。天然色素として、広く使用されている外、カロテノイドの中のβ−カロテンは強力なプロビタミンとしても知られており、医薬品用として広く用いられている。
カロテノイドは一般に水に不溶、脂肪を溶かす溶媒に溶け、酸化されやすく、酸に不安定であり、本来、光異性化を起こしやすい構造を有する化学性質である。具体的には、ラジカル種と反応する性質を有しており、劣化をしやすい物質である。
カロテノイドは、大きな三次非線形光学特性を持つ材料であることも知られている（非特許文献１  R.Mader et al.,Science 276 (1997) 1233））。カロテノイドを非線形光学材料として利用することも既に提案されている（特許文献1）。しかしながら、非線形光学材料の特性を有するものの、カロテノイドの性質により、非線形光学材料として実用化することは、困難な状況にあった。
従来、カロテノイド類の劣化を抑制する方法として、ゼラチンやアルギン酸塩を含む保護物質によりカロテノイドを被覆することが提案されている（特許文献２）。
しかしながら、これらの保護物質による被覆では光デバイス素子として利用可能な程の耐久性を与えることができない。特に、デバイス材料としてカロテノイドを利用するためには、カロテノイド分子全体を周囲の環境から保護する構造体とすることが理想的であると考えられるが、そのような構造体については未だ開発されていない。
【０００３】
化学物質を安定化する方法には、化学物質を保護する構造体として安定化をはかることが知られている。
カロテノイドとは相違するルブレンなどの光機能性分子を構造体であるデンドリマーに内包させることにより活性酸素分子種により内包分子の機能阻害を防止する（特許文献３）。
光機能性分子をデンドリマーに内包させることにより、光機能性分子を安定化させ、光デバイス材料として利用することを狙っている。
しかしながら、構造体となるデンドリマー作成には非常にコストがかかり、かつデンドリマー自体は堅牢な物質とは言えないので、その点から見て化学物質を保護する構造体としては十分に期待にこたえることができない。
近年、色素の安定化に関して、カーボンナノチューブ内部に色素を内包することが可能であることが発表された（T. Takenobu et al., nature materials 2 (2003) 683）。
この色素は、カロテノイドと構造及び作用は相違する。この文献は、具体的には以下のとおりである。
tetrakis(dimethylamino)ethylene(TDAE),
tetramethyl-tetraselenafulvalene(TMTSF),
Tetrathiafulvalene(TTF),
Pentacene,
Anthracene,
C60,
Tetracyano-p-quinodimethane(TCNQ),
Tetrafluorotetracyano-p-quinodimethane(F4TCNQ)を挙げている。
上記カーボンナノチューブ内部に色素を内包することの目的は、もっぱらカーボンナノチューブに電荷をドープする為に使用されているものである。この文献では、色素の安定化やカーボンナノチューブの安定化を意図していない。
【０００４】
このようなことから、カロテノイドを安定化し、化学的変化を起こさないようにして本来の性質を発揮させるための構造体、及びカーボンナノチューブの安定化し、化学的変化を起こさないようにして本来の性質を発揮させるための構造体の開発が切望されている。
【特許文献１】特許公開：2000-095754
【特許文献２】特許公表2002-525090
【特許文献３】特許公開：2003-95999
【非特許文献１】R.Maderet  al.,Science276(1997)1233）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、カロテノイドを酸素などの化学分子や光又はラジカルによる影響を排除して安定化して化学的変化を起こさないようにしてカロテノイド本来の性質を発揮させるための新規な構造体、及びカーボンナノチューブを周囲の環境から保護して安定化させることができる新規な構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意前記課題を研究し、以下のことを見出して本発明を完成させた。カーボンナノチューブの内部は炭素など原子が存在しない空間であり、外側は炭素からなるチューブ（円筒形）状として形成されている構造体である。このカーボンナノチューブの内部にカロテノイドを取り込んで得られる、カロテノイドを内包したカーボンナノチューブ構造体は、カロテノイドを酸素などの化学分子や光又はラジカルによる影響を排除して安定化して化学的変化を起こさないようにすることができる。
その結果、カロテノイド分子含有構造体とすると、ナノチューブの壁がカロテノイド分子を取り囲むため、外側に存在する酸素分子、光やラジカル種（活性酸素等）からの攻撃を防ぐことが可能となる。カロテノイドの異性化もカーボンナノチューブに内包させることにより抑えることができる。また、カロテノイド分子の作用によりカーボンナノチューブの安定化に役立つことから、カーボンナノチューブの利用分野の拡大を図ることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のカロテノイドを内包したカーボンナノチューブ構造体は、ナノチューブの壁がカロテノイド分子を取り囲むため、紫外光（365nm）や外側に存在するラジカル種（活性酸素等）、酸素からの攻撃を防ぐことが可能となる。その結果、カロテノイド分子、色素、栄養物質、非線形光学材料としての利用分野の拡大をはかることができる。また、カロテノイド分子の作用によりカーボンナノチューブの安定化に役立つことから、カーボンナノチューブの利用分野の拡大を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、カロテノイドを内包したカーボンナノチューブ構造体である。この構造体は、カーボンナノチューブの中に、カロテノイドが取り込まれて、内包した状態のものである。具体的には、図1、及び図２に示すとおりである。この構造体については、以下のようにして確認することができる。カロテノイド、カーボンナノチューブ、及びカロテノイドが取り込まれているカーボンナノチューブについて各ラマン測定を行った結果を比較することにより、カロテノイドが取り込まれているカーボンナノチューブであることを確認することができる。
【０００９】
前記構造体では、カーボンナノチューブの中心部の炭素原子などが存在しない空間領域にカロテノイドが比較的に安定化されて存在している。気体、液体の流れの作用により、カーボンナノチューブの中に取り込まれているカロテノイドが、カーボンナノチューブの空間領域からカーボンナノチューブの外側に飛び出ることはない。
カロテノイドの周囲に存在するカーボンナノチューブを通して、活性酸素が侵入することはなく、カーボンナノチューブは遮蔽効果を有しており、カロテノイドが安定化される。又熱など存在する環境下でも安定に存在する。逆にカーボンナノチューブ自体も安定化されて存在することができる。
【００１０】
前記カロテノイドは、動植物に広く含まれる色素の総称を意味する（化学大辞典1998年6月1日発行．ｐ４９２）。
黄色から赤色又は紫色のポリエン色素である。多くは炭素数４０個からなる（Ｃ４０−カロチノイド）。Ｃ３０−、Ｃ４５−Ｃ５０−などがある。炭化水素としては、カロテン、リコペンを含む。アルコールの場合にはキサントフィルと総称される。一般に水に不溶、脂肪を溶かす溶媒に溶け、酸化されやすく、酸に不安定である。
カロテンとはカロテノイド炭化水素であり、いずれも公知物質である。カロテノイドの具体例を挙げると以下のとおりである。
α―カロテン、β−カロテン、γ―カロテン、δ―カロテン、δ―カロテン、ξ―カロテン、β，γ―カロテン、γ，γ−カロテン、リコペン、ルテイン，アスタキサンチンなど。
これらは種々の植物に存在しており、溶剤抽出により分離、取り出しすることができる。
カロテンがカーボンナノチューブ内に取り込まれるためにはカロテンの化学構造がカーボンナノチューブ内に収まる大きさであることが必要である。
βカロテンの大きさは、長さが約３nm、幅は0.5nm程のものである。他のカロテンは化学構造がβカロテンと類似しており、ほぼこの程度の大きさである。
【００１１】
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、中空部分を持つグラファイトの円筒を有する構造のものである。
カーボンナノチューブは、1本棒の単層カーボンナノチューブの場合と多層カーボンナノチューブの場合がある。単層カーボンナノチューブの場合には、直径が０．８〜１．４ｎｍであり、長さは数μｍ程度である。多層カーボンナノチューブの場合には、直径が数ｎｍ〜数十ｎｍである（「カーボンナノチューブの基礎と工業化の最前線」株式会社エヌ・ティ・エス。2002年1月１１日発行４頁）。
【００１２】
カーボンナノチューブは、低圧アーク法放電法、レーザー蒸発法、触媒気相成長法、ＳｉＣ表面分解法、レーザーアブレーション法、アーク法などの多くの公知方法によって製造することができる(前掲書7頁、２９５頁)。アーク法によれば、陽極黒鉛と回転陰極間にアークを飛ばし、陰極に堆積した堆積物を除去して生成物を取り出す。条件としてはＨｅ４５０〜７６０トール、Ｈｅ流量３〜１０Ｌ／ｍｉｎ、電流６０から１６０Ａ，電圧１６から２３Ｖ、陰極と陽極の間隙１ｍｍ程度、陽極黒鉛８、１０、１５ｍｍφである（前掲書２９５頁）（特開平７−２１６６６０号公報）。又、炭化水素を触媒基材の存在下に熱分解させて基材の表面にカーボンナノチューブを生成させ、カーボンナノチューブを回収し、基材表面に触媒超微粒子を含む触媒液を塗布乾燥させて触媒基材を再生し、再び、カーボンナノチューブを製造する方法（特開２００１−８０９１２号公報）などに記載の方法により製造することができる。
【００１３】
カーボンナノチューブ内にカロテノイドを取り込むためには以下の手順による。
（１）カーボンナノチューブ内に取り込むために、カーボンナノチューブの末端を削除する処理。
（２）カロテノイドのカーボンナノチューブ内部への内包化処理
【００１４】
（１）カーボンナノチューブ内に取り込むために、カーボンナノチューブの末端を削除する処理について
表記の処理は、カーボンナノチューブを予め処理してカーボンナノチューブの末端を空ける処理を言う。この処理には多くの方法がある。その一例を挙げれば以下のとおりである。空気中で加熱処理（１００〜１０００度）とナノチューブ作成に用いられる触媒金属を酸等により除去を行うことで、末端を空けることができる（H. Kataura et al., Appl. Phys. A Vol. 74, (2002) 349、C. Yang et al., Nano letters, Vol. 2 (2002) 385））。この方法によればカーボンナノチューブの末端を空けることができる。通常の操作ではこれを確認して使用する必要はない。
なお、カーボンナノチューブの末端が開いているかどうかの試験方法は、窒素原子の吸着状況の変化により確認する方法（C. Yang et al., Nano letters, Vol. 2 (2002) 385）がある。
【００１５】
（２）カロテノイドをカーボンナノチューブ内部へ内包化する方法について
カロテノイドをカーボンナノチューブ内部へ内包化する方法には、（イ）カロテノイドと前記末端を開ける処理した後のカーボンナノチューブを、溶媒中に浸した状態で超音波処理をする方法、（ロ）カロテノイドと前記末端を開ける処理した後のカーボンナノチューブを溶媒の存在下に窒素雰囲気下で１０時間還流下に処理する方法、及び（ハ）カロテノイドと前記末端を開ける処理した後のカーボンナノチューブを溶媒中に浸した状態で静置処理する方法がある。
以下にこれらの方法について述べる。
【００１６】
（イ）カロテノイドと前記末端を開ける処理した後のカーボンナノチューブを、溶媒中に浸した状態で超音波処理をする方法
カロテノイド（βカロテン）と末端が空いたカーボンナノチューブを極性溶媒に入れ、一定時間、僅かに加温した状態で超音波処理をする。
これ以下の低温での超音波処理によっても、カロテノイドの内包化は可能であるが、内包化の効率はよくない。
処理終了後、カーボンナノチューブ外側に存在するカロテノイドを溶剤で洗い流し、薄膜とする。
カーボンナノチューブの外側に存在するカロテンを完全に取り除くため、再度、溶剤の中で超音波処理することにより分散させて、薄膜化した後、溶剤により洗浄する。以上の操作により、カロテノイドをカーボンナノチューブ内部へ内包化することができる。
【００１７】
（ロ）カロテノイドと前記末端を開ける処理後のカーボンナノチューブを溶媒の存在下に窒素雰囲気下で１０時間還流下に処理する方法
カロテノイド（βカロテン）と末端が空いたカーボンナノチューブとを溶剤（例えば、ヘキサン、ベンゼン、トルエンから選ばれる溶剤、又はこれらの混合物）に入れ、窒素雰囲気下で還流する。その後、カーボンナノチューブ外側に存在するカロテノイドを溶剤で洗い流し、薄膜とする。カーボンナノチューブの外側に存在するカロテノイドを完全に取り除くため、再度、溶剤の中に超音波処理により分散させ、薄膜化し、溶剤で洗浄する。以上の操作により、カロテノイドをカーボンナノチューブ内部へ内包化することができる。
【００１８】
（ハ）カロテノイドと前記末端を開ける処理した後のカーボンナノチューブを溶媒中に浸した状態で静置処理する方法
カロテノイドと末端が空いたカーボンナノチューブとを溶媒に入れ、一晩静置する。
その後、カーボンナノチューブ外側に存在するカロテノイドを溶媒で洗い流し、薄膜とする。カーボンナノチューブの外側に存在するカロテノイド（カロテン）を完全に取り除くため、再度、溶媒中に超音波処理により分散させ、薄膜化、溶媒により洗浄する。以上の操作により、カロテノイドをカーボンナノチューブ内部へ内包化することができる。しながら、この静置処理法は、効率の点で前述の二つの方法と比べてよくない。
【００１９】
以上の操作により得られるカロテノイドを内包したカーボンナノチューブからなる構造体が紫外光に対して安定化されていることについては、以下の操作により確認できる。溶液に溶かしたカロテノイドと、カーボンナノチューブに内包されたカロテノイドに対して、紫外光を照射し、照射時間と光分解されていく状況を示す。光分解されていく率は、吸収強度の変化から明らかにできる。カーボンナノチューブ内部にカロテノイドを内包させることにより、単体の状況と比べて飛躍的に光劣化を防ぐことが出来ることが明らかになった。結果の一例は実施例５（図２）及び実施例６（図５）に示すとおりである。
【００２０】
カロテノイドがカーボンナノチューブ内に内包されていることを確認することについて
カロテノイドがカーボンナノチューブに内包されていることを確認するため、以下のものについてラマン測定を行う。カロテノイド、カーボンナノチューブ及びカロテノイドが取り込まれているカーボンナノチューブについてラマン測定を行う結果を比較して、カロテノイドが取り込まれているカーボンナノチューブについて、カロテノイドが取り込まれていることを確認することができる。
図３にその結果を示す。図３に用いたカーボンナノチューブはレーザーアブレーション法によって作成し、精製することによりチューブ両端を空けたものである。図３a,b,cはそれぞれアセトン溶液中のカロテノイド、カーボンナノチューブ、カロテノイドが内包されたカーボンナノチューブのラマンスペクトルである。上述の比較により、きちんとカーボンナノチューブ内部に、カロテノイドが内包されていることが分かる。また更に、カーボンナノチューブにカロテノイドが外部に付着しているのではなく、内包されていることを確かめるため、ナノチューブの末端が閉じている試料（Hipco：High pressure CO 法によって作成されたナノチューブ）とナノチューブの末端が空いている試料（Hipco-O：Hipcoに対して末端を空ける処理を行ったチューブ）に対して、前述の内包化の処理を行い、得られた試料（Hipco after, Hipco-O after）に対してラマン測定を行う。その結果を図４に示す。カーボンナノチューブの末端が閉じている場合は、カロテノイド由来のラマンピークが存在しない（図４b参照）。
末端を空けた場合にのみカロテン由来のピークが存在する（図４c参照）ことが分かる。このことは、カロテノイドはカーボンナノチューブ表面に存在するのでは無く、内部に存在していることを示している。即ち、カロテノイドを内包したカーボンナノチューブ構造体の合成に成功したことが確認される。
【００２１】
カロテノイドを内包したカーボンナノチューブからなる構造体を光デバイスに用いることができるための確認方法は以下のとおりである。
通常光デバイスとして用いることができる材料として確認する方法を利用する試験方法と同様に行う。
光デバイス材料としての利用できることを確認する試験方法は、以下のとおりである。
時間分解分光測定に用いられるKerr媒質の最も最適なものとして、SrTiO3が挙げることができる[Rev. Sci. Inst. 75 (2004) 636]。
Kerr媒質に必要とされる特性として、大きな三次光学非線形性がある。
一方、SrTiO3はβカロテンに対して、約４０倍三次光学非線形性が大きい材料である［App. Phys. Lett. 23 (1973 178), Rev.Sci. Inst. 75 (2004) 636, Phys. Rev. B 39 (1989) 3337, の論文より導出]。
ところで、ポリエン骨格にドナー・アクセプター官能基を導入した極性カロテノイドはβカロテンに対して35倍の三次光学非線形性を持つことが報告されている[Science 276 (1997) 1233]。
以上のことから、カロテノイドは時間分解分光測定の用いるKerr媒質として十分利用可能ということができる。
そして、カロテノイドを内包したカーボンナノチューブからなる構造体が光デバイス材料としての利用できることを確認する方法は、前記二つの方法がある。
【００２２】
カロテノイドを内包したカーボンナノチューブ構造体が、カーボンナノチューブの安定剤として用いることができることの確認は以下のようにして行う。
カーボンナノチューブが酸化による劣化を、起こしやすいことは以下のことから明らかである。
特開2004-280028号公報「可飽和吸収チップとその製造方法及び可飽和吸収チップを用いたデバイス」において、カーボンナノチューブは可飽和吸収チップとして用いられている。この特許では、酸化による劣化の防止が技術的解決課題となっている。一方、カロテノイドにはラジカル分子と反応し，抗酸化作用があることは広く知られている[Biochem.Biophys. Res. Com., 305 (2003) 754]。
また、一重項酸素の発生を抑制する光保護作用があることも知られている[Phtosynth. Res. 70 (2001) 249 ]。一重項酸素の発生は光励起による三重項状態の生成によって引き起こされる。カロテノイドはこの三重項状態を消去することで、一重項酸素の発生を抑制する。
以上のことから、カーボンナノチューブをデバイスとして利用する際に重要な長寿命化が図れると期待される。
【００２３】
カロテノイドを内包したカーボンナノチューブからなる構造体が、熱安定性を有することの確認は以下のようにして行う。
カロテノイドを内包したカーボンナノチューブを、真空中（10-6 torr）で１００度で一時間加熱しても安定した状態でカロテノイドを内包したカーボンナノチューブが存在していることを確認した。
【００２４】
カロテノイドを内包したカーボンナノチューブからなる構造体が、光安定性を有することの確認は以下のようにして行う。
カロテノイドを内包したカーボンナノチューブに、光照射を行い安定してカロテノイドを内包したカーボンナノチューブが存在していることを確認できる（実施例５及び６）。
【００２５】
カロテノイドを内包したカーボンナノチューブからなる構造体は、前記の特性を有するから、カロテノイド安定化維持材、カーボンナノチューブ安定化維持材として用いることができる。安定化維持材とは、安定材として役立つことを意味するとともに、安定な状態を維持することができることを意味する。
【００２６】
以上の特性を有するカロテノイドを内包したカーボンナノチューブからなる構造体は、生体内においてカロテノイドを必要とする部位に導くためのドラッグデリバリー材料として用いることができる。カロテノイドはβ−カロテンとすることができる。
【００２７】
カロテノイド、β−カロテンが非線形光学材料となることが知られていることから、カロテノイド、β−カロテンを内包したカーボンナノチューブは非線形光学材料として用いることができる。また、非線形光学材料として用いる光デバイス材料として用いることができる。
【００２８】
カロテノイド、β−カロテンがレーザー色素となることからカロテノイド、β−カロテンを内包したカーボンナノチューブをレーザー色素材料として用いることができる。
【００２９】
カロテノイド、β−カロテンが増感色素として用いることができるからカロテノイド、β−カロテンを内包したカーボンナノチューブを色素増感太陽電池材料として用いることができる。
以下に、カロテノイドを内包したカーボンナノチューブ構造体の製造例及びその用途に関する実施例を記載する。本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例１】
【００３０】
カーボンナノチューブの末端を開ける処理
未精製のカーボンナノチューブ（HiPco）を空気中で３０分間加熱処理（100〜1,000℃）をすることにより末端を開けた。引き続き、塩酸（１８wt％）に、室温で１０分ほど浸し、フィルターにろ過して、純水で洗った。この塩酸処理を2回行った。
【実施例２】
【００３１】
カロテノイドをカーボンナノチューブ内部へ内包化する方法（（イ）カロテノイドと前記末端を開ける処理をした後のカーボンナノチューブを溶媒の存在下に超音波処理をする方法）
βカロテン15mgと末端が空いたカーボンナノチューブ1mgとをメタノール10ml中に浸し、60分間、50-60℃で超音波処理した。
処理終了後、カーボンナノチューブ外側に存在するカロテノイドをTHF100mlで洗い流し、薄膜とした。
カーボンナノチューブの外側に存在するカロテンを完全に取り除くため、再度、THF10mlの中で超音波処理することにより5分間分散処理を行い、薄膜化した後、THF50mlにより洗浄した。カロテノイドをカーボンナノチューブ内部へ内包化することができた。
【実施例３】
【００３２】
カロテノイドをカーボンナノチューブ内部へ内包化する方法（（ロ）カロテノイドと前記末端を開ける処理をした後のカーボンナノチューブを溶媒の存在下に窒素雰囲気下で１０時間還流下に処理する方法）
βカロテン100mgと末端が空いたカーボンナノチューブ1mgとを、ヘキサン100mlに入れ、窒素雰囲気下で１０時間還流した。その後、カーボンナノチューブ外側に存在するβカロテンをTHF100mlで洗い流し、薄膜とした。カーボンナノチューブの外側に存在するβカロテンを完全に取り除くため、再度、THF10mlの中に超音波処理により分散させ、薄膜化し、THF50ml洗浄した。以上の操作により、カロテノイドをカーボンナノチューブ内部へ内包化することができた。
【実施例４】
【００３３】
カロテノイドをカーボンナノチューブ内部へ内包化する方法（（ハ）カロテノイドと前記末端を開ける処理後のカーボンナノチューブを溶媒の存在下に静置処理する方法）
βカロテン15mgと末端が空いたカーボンナノチューブ1mgとを、メタノール10mlに入れ、一晩静置した。
その後、カーボンナノチューブ外側に存在するβカロテンをTHF100mlで洗い流し、薄膜とした。カーボンナノチューブの外側に存在するβカロテンを完全に取り除くため、再度、THF10ml中に超音波処理により分散させ、薄膜化、THF50mlにより洗浄した。以上の操作により、カロテノイドをカーボンナノチューブ内部へ内包化することができた。
【実施例５】
【００３４】
カーボンナノチューブに内包されたβカロテンは安定化されていることを確認する試験（１）
DMF溶液に溶かしたβカロテンと、DMF溶液に溶かしたカーボンナノチューブに内包されたβカロテン（Car＠CN）に対して、紫外光（365nm）を照射し、照射時間と光分解されていく状況を示す。光分解されて比率を、吸収強度の変化から観察した。結果を図２により示した。カーボンナノチューブ内部にカロテノイドを内包させることにより、βカロテン単体の状況と比べて飛躍的に光劣化を防ぐことが出来ることを示している。
【実施例６】
【００３５】
カーボンナノチューブに内包されたβカロテンは安定化されていることを確認する試験（２）
βカロテン、およびβカロテンを内包したナノチューブ（Car@SWCNT）をdimethylformamide(DMF)溶液に分散させ、紫外光（365 nm、 Vilber Lourmat, TFX-20LC）を３０分間照射した際の、吸収スペクトルの変化を測定した。測定結果を図５に示す。
図５は、カロテンの吸収スペクトルの変化、(b)はナノチューブに内包されたβカロテンの吸収スペクトルの変化である．図５(b)において、ナノチューブ内に存在するβカロテンの吸収帯を明確にする為、すでにナノチューブに由来する吸収の寄与は除去して表示している。各々の図において実線は紫外光照射前、点線は紫外光照射後である。図５(a)においては、紫外光の照射によりβカロテンは劣化し、吸収帯は殆ど無くなっていることが分かる。一方、図５(b)においてはβカロテンの吸収帯が紫外光照射後もはっきりと残っていることが分かる。このことは、ナノチューブ内部に内包されたβカロテンは光劣化が非常に抑制されていることを示す。
【実施例７】
【００３６】
カロテノイド（βカロテン）がカーボンナノチューブ内に内包されていることを確認する試験
カロテノイド（βカロテン）がカーボンナノチューブに内包されていることを確認するため、以下のものについてラマン測定を行った。カロテノイド、カーボンナノチューブ及びカロテノイドが取り込まれているカーボンナノチューブについてラマン測定を行う結果を比較した。
図３にその結果を示す。図３に用いたカーボンナノチューブはレーザーアブレーション法によって作成し、精製することによりチューブ両端を空けたものである。図３a,b,cはそれぞれアセトン溶液中のβカロテン、カーボンナノチューブ、βカロテンが内包されたカーボンナノチューブのラマンスペクトルである。上述の比較により、きちんとカーボンナノチューブ内部に、βカロテンが内包されていることが分かった。また更に、カーボンナノチューブにβカロテンが外部に付着しているのではなく、内包されていることを確かめるため、ナノチューブの末端が閉じている試料（Hipco：High pressure CO 法によって作成されたナノチューブ）とナノチューブの末端が空いている試料（Hipco-O：Hipcoに対して末端を空ける処理を行ったチューブ）に対して、前述の内包化の処理を行い、得られた試料（Hipco after、 Hipco-O after）に対してラマン測定を行った。その結果を図４に示した。カーボンナノチューブの末端が閉じている場合は、βカロテン由来のラマンピークが存在しない（図４b参照）。末端を空けた場合にのみカロテン由来のピークが存在する（図４c参照）ことが分かる。このことは、βカロテンはカーボンナノチューブ表面に存在するのでは無く、内部に存在していることを示している。即ち、βカロテンを内包したカーボンナノチューブ構造体の合成に成功したことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】βカロテンを内包したカーボンナノチューブ構造体の構造模式図。
【図２】βカロテンを内包したカーボンナノチューブ（Car@CN）と、βカロテンのDMF溶媒中における光劣化性（365nmの紫外光を照射）を比較した図。
【図３】(a)アセトン溶液中のβカロテン(Car)，(b)カーボンナノチューブ(CN)，(c)βカロテンを内包したカーボンナノチューブ(Car@CN)，のラマンスペクトル。
【図４】(a)チューブの末端が閉じたカーボンナノチューブ（Hipco）, （b）Hipcoに対してカロテンの内包化処理を行った試料（Hipcoafter），（ｃ）Hipcoに対して末端を空ける処理を行ったカーボンナノチューブ（Hipco-O），（ｄ）Hipco-Oに対してカロテンの内包化処理を行った試料(Hipco-Oafter)の各ラマンスペクトルを示す図。
【図５】βカロテン、βカロテンを内包したナノチューブ（Car@SWCNT）を、dimethylformamide(DMF)溶液に分散させ、紫外光（365nm, Vilber Lourmat, TFX-20LC）を照射した際のβカロテンの吸収スペクトルの変化及び(b)はナノチューブに内包されたβカロテンの吸収スペクトルの変化を示す図。βカロテンを内包したカーボンナノチューブ構造体の構造模式図。
【図６】βカロテンを内包したカーボンナノチューブ構造体の構造模式図。
【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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