(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基体にフッ化水素酸溶液と硝酸との第１の混合溶液を作用させる工程と、
前記第１の混合溶液を作用させたシリコン基体に、フッ化水素酸溶液と硝酸と水との第２の混合溶液を作用させる工程と、
前記第２の混合溶液を作用させたシリコン基体を、さらにフッ化水素酸と水との第３の混合溶液の蒸気にさらす工程と
を含むことを特徴とする蛍光性シリコンナノ粒子の製造方法。
【請求項２】
シリコン基体にフッ化水素酸溶液と硝酸との第１の混合溶液を作用させる工程と、
前記第１の混合溶液を作用させたシリコン基体に、フッ化水素酸溶液と硝酸と水との第２の混合溶液を作用させる工程と、
前記第２の混合溶液を作用させたシリコン基体を、さらにフッ化水素酸溶液と水との第３の混合溶液に浸す工程と
を含むことを特徴とする蛍光性シリコンナノ粒子の製造方法。
【請求項３】
前記第１の混合溶液の前記フッ化水素酸溶液と前記硝酸との混合比は、体積比で２：１〜１：２の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の蛍光性ナノシリコン粒子の製造方法。
【請求項４】
前記シリコン基体を前記第１の混合溶液に作用させる際、前記第１の混合溶液に前記シリコン基体の一部を浸すことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の蛍光性シリコンナノ粒子の製造方法。
【請求項５】
前記第２の混合溶液のフッ化水素酸溶液と硝酸と水の混合比は、体積比でフッ化水素酸溶液：硝酸＝１：１〜１：５の範囲であり、フッ化水素酸溶液：水＝１：３〜１：５の範囲であることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の蛍光性ナノシリコン粒子の製造方法。
【請求項６】
前記第３の混合溶液のフッ化水素酸溶液は、フッ化水素の含有量が５〜４６％であることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の蛍光性ナノシリコン粒子の製造方法。
【請求項７】
前記第３の混合溶液を作用させ、蛍光シリコンナノ粒子が生成したシリコン基体をアリル化剤により表面修飾する工程を含むことを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の蛍光性シリコンナノ粒子の製造方法。
【請求項８】
前記第３の混合溶液による作用が終了したシリコン基体を液体中に浸し、さらに前記液体による超音波処理を行うことで前記シリコン基体の表面上からシリコンナノ粒子を分離する工程を有することを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の蛍光性ナノシリコン粒子の製造方法。
【請求項９】
分離された前記蛍光性シリコンナノ粒子をアリル化剤により表面修飾する工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の蛍光性シリコンナノ粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光性ナノ粒子、及び、それを用いて生体物質を観察する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
結晶がナノサイズの径をもつシリコンナノ粒子は、可視領域において、結晶サイズ依存性の蛍光性／発光性を示すことが知られている。この蛍光発光は、従来の蛍光プローブである、有機蛍光色素や蛍光タンパク質等の標識剤と比較すると、光による分解を受けにくく、退色が非常に遅いという特徴をもつ。このような蛍光性シリコンナノ粒子は、電気化学的手法により製造できることが知られている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６５８５９４７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の製造方法では、シリコンナノ粒子の収量は十分では無く、操作も複雑でり、また、保存期間も水溶液中に数日しか保存出来なかった。そこで、本発明の目的は、より簡便な方法で、高い蛍光強度と親水性をもち、水溶液中でも長期保存が可能な蛍光性シリコンナノ粒子を、高収率で製造することにある。製造された蛍光性シリコンナノ粒子を用いて、生体物質を観察する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決すべく、蛍光性シリコンナノ粒子の製造方法は、シリコン基体にフッ化水素酸溶液と硝酸との第１の混合溶液を作用させる工程と、前記第１の混合溶液を作用させたシリコン基体に、フッ化水素酸溶液と硝酸と水との第２の混合溶液を作用させる工程と、前記第２の混合溶液を作用させたシリコン基体を、さらにフッ化水素酸と水との第３の混合溶液の蒸気にさらす工程と、を含むことを特徴とする。
【０００６】
また、発明の蛍光性シリコンナノ粒子の製造方法は、シリコン基体にフッ化水素酸溶液と硝酸との第１の混合溶液を作用させる工程と、前記第１の混合溶液を作用させたシリコン基体に、フッ化水素酸溶液と硝酸と水との第２の混合溶液を作用させる工程と、前記第２の混合溶液を作用させたシリコン基体を、さらにフッ化水素酸溶液と水との第３の混合溶液に浸す工程と、を含むことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
１．ポーラスシリコンの製造
＜ステップ１＞  まず、シリコンウエハ等のシリコン基体１０を用意し、適度な大きさ（例えば、約５ｃｍ×５ｃｍ）にカットする。次に、図１に示すように、容器１５中の濃フッ化水素酸溶液（ＨＦ、ＨＦ含有量４６％）と、濃硝酸（ＨＮＯ３、ＨＮＯ３含有量７０％）の第1の混合溶液３０に、カットしたシリコン基体１０の一端１１を、１〜５ｍｍ程度浸ける。
【０００８】
ここで用いる混合溶液のＨＦとＨＮＯ３との混合比は、体積比において、ＨＦ：ＨＮＯ３＝２：１〜１：２の範囲である。混合溶液中のＨＮＯ３の割合が少なすぎると、十分にシリコン基体のエッチングが進行せず、多すぎると反応速度が速すぎ、均一なエッチングを行なうことができない。
【０００９】
また、この段階で、シリコン基体を完全に混合溶液に浸すと、エッチング速度が過度に速くなり、均一にポーラスシリコンが形成されない。よって、上記の如くシリコン基体の一部を混合溶液に浸すのが好ましい。
【００１０】
シリコン基体の一端を混合溶液に浸す時間は、０．５〜５秒の範囲である。浸す時間が短いと、エッチングが均一に進行せず、十分なポーラスシリコンが形成されない。一方、浸す時間が長すぎると、形成されたポーラスシリコンが溶出してしまう。この処理は、室温で行なうことができる。
【００１１】
＜ステップ２＞  次に、図２に示すように、上記ステップ１で処理したシリコン基体１０を、容器３５内のＨＦとＨＮＯ３と水との第２の混合溶液４０に浸す。ここで用いる混合溶液中のＨＦとＨＮＯ３との混合比は、体積比において、ＨＦ：ＨＮＯ３＝１：１〜１：５の範囲である。また、ＨＦと水との混合比は、体積比において、ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：３〜１：５の範囲である。なお、この混合溶液の組成比を調整することによって、様々な蛍光波長を示すポーラスシリコンを製造することができる。
【００１２】
混合溶液に浸す時間は、目的とするポーラスシリコンや、用いる混合溶液の組成により適宜選択できるが、通常２〜１０分の範囲である。また、この処理は室温で行うことができる。
【００１３】
なお、組成比を変えた複数の混合溶液を用いて、シリコン基体を混合溶液に浸す処理を、複数段階で行ってもよい。
【００１４】
＜ステップ３＞  その後、ステップ２の処理を経たシリコン基体１０を、水、又は、エタノール等の有機溶媒で洗浄し、乾燥させる。本方法によって生成したポーラスシリコンの蛍光スペクトルは、蛍光分光光度計を用いて測定することができる。なお、洗浄用の有機溶媒には、メタノール等の他のアルコール性溶媒を用いても良い。
２．シリコンナノ粒子の分離
＜ステップ１＞  図３（ａ）に、上記の方法でエッチング処理を行なったシリコン基体１０を示す。上がシリコン基体１０の断面図であり、下が該シリコン基体１０の上面図である。シリコン基体１０の表面上には、ＨＮＯ３を使用した表面処理によって、シリコンナノ粒子１２と、アモルファスシリコン膜１３が形成されている。アモルファスシリコン膜１３は、後述の、超音波処理によるシリコンナノ粒子の分離の妨げになるため、まず、これを除去する。なお、ここでいうアモルファスシリコン膜１３とは、アモルファス状のものに限定されず、他の形状を有している場合もある。
【００１５】
以下、アモルファスシリコン膜１３の除去方法について説明する。上記の方法でエッチング処理を行ったシリコン基体１０を適度な大きさ（例えば、約１ｃｍ×１ｃｍ）にカットする。次に、図４に示すように、ホットスターラ２１で、ＨＦとＨ２Ｏの混合溶液（第三の混合溶液）５０を入れた容器４５を加温する。そして、ピンセット２０によって挟持したシリコン基体１０を、容器４５上でシリコン粒子の形成面を下にして、ＨＦ水溶液５０の蒸気にさらし、アモルファスシリコン膜１３の除去処理を行う。
【００１６】
ここで用いるＨＦ水溶液の濃度は５〜４６％の範囲である。ＨＦ濃度が薄すぎると、十分にアモルファスシリコン膜１３を除去することができない。濃すぎると、処理時間を最適とするのが困難になる。
【００１７】
なお、ＨＦ水溶液の温度は、３０〜７０℃の範囲である。水溶液温度が低すぎると、十分にアモルファスシリコン膜１３を除去することができず、高すぎると反応が進行しすぎるため、シリコンナノ粒子の回収量が低下する。
【００１８】
さらに、ＨＦ水溶液の蒸気で処理する時間は１〜２４０秒の範囲である。処理時間が短すぎると、十分にアモルファスシリコン膜１３を除去することができず、長すぎると反応が進行しすぎるため、シリコンナノ粒子の回収量が低下する。この処理は、室温で行うことができる。
【００１９】
なお、図５に示すように、ホットスターラ２１により加温した容器４５中のＨＦ水溶液５０に、カットしたシリコン基体１０を浸して処理を行ってもよい。
【００２０】
ここで用いるＨＦ水溶液の濃度は、蒸気にさらす場合と同様の、５〜４６％の範囲である。ＨＦ濃度が薄すぎると、十分にアモルファスシリコン膜１３を除去することができず、高すぎると、処理が進行しすぎるため、シリコンナノ粒子の回収量が低下する。
【００２１】
ＨＦ水溶液の温度は、２０〜６０℃の範囲である。これについても、水溶液の温度が低すぎると、十分にアモルファスシリコン膜１３を除去することができず、水溶液温度が高すぎると処理が進行しすぎるために、シリコンナノ粒子の回収量が低下するからである。
【００２２】
ＨＦ水溶液中による処理時間は、１〜１８０秒の範囲である。処理時間が短すぎると、十分にアモルファスシリコン膜１３を除去することができず、長すぎると処理が進行しすぎるため、シリコンナノ粒子の回収量が低下する。この処理は、室温で行うことができる。
【００２３】
図３（ｂ）に、アモルファスシリコン膜１３除去処理後の、シリコン基体１０を示す。上がシリコン基体１０の断面図であり、下が該シリコン基体１０の上面図である。以上の処理によって、シリコン基体１０の表面からアモルファスシリコン膜１３が除去され、後述の超音波処理によって、高収率でシリコンナノ粒子の回収を行うことができる。
【００２４】
＜ステップ２＞  上記ステップ１でアモルファスシリコン膜１３を除去したシリコン基体１０を、水、又は、エタノール等の有機溶媒でよく洗浄して乾燥させる。このとき、後述の超音波処理の際に用いる溶液６０に、洗浄液と同様のものを用いる場合には乾燥させる必要はない。なお、洗浄用の有機溶媒には、メタノール等の他のアルコール性溶媒を用いても良い。
【００２５】
＜ステップ３＞  まず、水、又は、エタノール等の有機溶媒よりなる溶液６０を満たしたガラス容器５５に、上記ステップ２で洗浄処理を行なったシリコン基体１０を浸し、ガラス容器５５を蓋２２により封止する。次に、ガラス容器５５を超音波洗浄機２３中に載置し、超音波処理を行う（図６参照）。この超音波処理によって、シリコン基体１０の表面上から、シリコンナノ粒子が分離される。さらに、シリコン基体１０をガラス容器５５から取り除き、シリコンナノ粒子の含まれる上澄のみを遠心分離機によって分取し、図７に示すような、シリコンナノ粒子懸濁７０を得ることができる。
【００２６】
シリコン基体１０の超音波処理時間は０．５〜２０分の範囲である。処理時間が短すぎるとシリコンナノ粒子を十分に回収することができず、長すぎると均一な粒径や粒形の粒子を回収することができない。回収したシリコンナノ粒子懸濁液の吸収と蛍光スペクトルは、吸光分光光度計と蛍光分光光度計で測定することができる。この処理は室温で行うことができる。
【００２７】
また、この処理は一度に数枚のシリコン基体を容器に入れて行うことができる。一度に処理できるシリコン基体の枚数は、用いる容器によるため限定するものではない。
【００２８】
また、異なる複数のシリコン基体を用い、繰り返しステップ３の操作を行うことで、高濃度のシリコンナノ粒子懸濁液を得ることができる。なお、カットされたシリコン基体１枚について、ステップ１〜３を数回繰り返すことで、シリコン基体表面上からすべてのシリコンナノ粒子を回収することができる。通常、３〜４回の繰り返すことで、シリコン基体上のシリコンナノ粒子を完全に分離、回収することが可能である。
３．アリル化合物によるシリコンナノ粒子の表面修飾
＜ステップ１＞  上記の方法で得られたシリコンナノ粒子の表面修飾は、アリル化合物を作用させることにより行うことができる。これによって、シリコンナノ粒子表面上に、該アリル化合物が有する官能基を導入することができる。アリル化合物の有する官能基としては、アミノ基、チオール基、メチル基、エチル基等があるが、中でも、アミノ基、チオール基が好ましい。
【００２９】
まず、シリコンナノ粒子懸濁液中の溶媒をエバポレータ等で完全に留去して、アリルアミンやアリルメルカプタンをこれに加えて懸濁させ、アミノ化試薬とシリコンナノ粒子の懸濁液８０とする。次に、図８に示すように、ガラス容器５５中に、アリルアミンやアリルメルカプタン等のアミノ化試薬とシリコンナノ粒子の懸濁液８０を移し、白金触媒を加えて撹拌子２５とスターラ２４を用いて攪拌することで、表面修飾を行う。この処理は室温で行うことができる。
【００３０】
反応溶液中の白金触媒の濃度は、アリル化合物の種類によるが、通常０．1〜１００ｍＭの範囲である。濃度が薄いとアリル化合物による修飾が十分に進まず、濃度が濃すぎると後述の後処理操作において、白金触媒を完全に取り除くことができない。白金触媒の種類は、その反応系によって、適宜選択される。
【００３１】
反応時間はアリル化合物の種類によるが、通常１〜３６時間の範囲である。反応時間が短いとアリル化合物による修飾が十分に進行せず、長すぎると非特異的に修飾が行われる。
【００３２】
アリル化合物は、上記のものに限定されず、アリルアルコール、臭化アリル、塩化アリル、アリルイソチオシアネート、１−ブテン等から、適宜選択される。
【００３３】
＜ステップ２＞  上記ステップ１により得られた反応溶液から、白金触媒と、未反応のアリル化合物とを除去する。反応溶液中の溶媒と共に、未反応のアリル化合物をエバポレータなどで完全に留去し、ヘキサン等の有機溶媒を加えて、超音波処理を行う。これにより、アリル化合物により表面修飾がなされたシリコンナノ粒子と白金触媒とが分離されるため、上澄のシリコンナノ粒子のみを回収することが可能である。
【００３４】
この操作を、２〜１０回程度繰り返して行うことで、完全にアリル化合物と白金触媒とを取り除くことができる。繰り返す回数は、アリル化合物の種類によるため限定するものではないが、繰り返す回数が多くなるにつれ、シリコンナノ粒子の回収量は減少する。回収したシリコンナノ粒子懸濁液の吸収と蛍光スペクトルは、吸光分光光度計と蛍光分光光度計で測定することが可能である。
【００３５】
有機溶媒はヘキサンに限定されず、シクロベンゼン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等を用いても良い。
【００３６】
＜ステップ３＞  上記ステップ２を行った懸濁液中のヘキサンなどの有機溶媒を、水、又は、緩衝液等の水溶液に交換する。有機溶媒をエバポレータ等で完全に留去し、水、又は、緩衝液等の水溶液を加えて、超音波処理を行う。このシリコンナノ粒子の懸濁液の吸収と蛍光スペクトルは、吸光分光光度計と蛍光分光光度計で測定することができる。
４．シリコンナノ粒子の精製
高純度のアリル化合物で修飾されたシリコンナノ粒子が必要な場合は、例えば、ろ過処理等で回収したシリコンナノ粒子を、ゲルろ過高速クロマトフィー（ＨＰＬＣ）によって精製することができる。使用目的によるため限定するものではないが、通常はＰＢＳ（phosphate-buffered saline）等のリン酸緩衝液が使用される。
５．シリコンナノ粒子を用いた生体分子標識
アリル化合物で修飾したシリコンナノ粒子は、公知の方法によって生体分子を標識することができる。例えば、アリル化合物で修飾したシリコンナノ粒子の有する官能基と、生体分子の官能基とを、必要に応じて他の化合物の存在下、又は、架橋剤等の化合物を介して共有結合、又は、イオン結合させる。
【００３７】
より具体的には、例えば、粒子表面にアミノ基をもつシリコンナノ粒子を、カルボキシル基を持つ蛋白質やペプチドに、架橋試薬ＥＤＣ（1-ethyl-3-[3-dimethyl-aminopropyl]carbodiimide HCl）を用いて標識することが可能である。
【００３８】
また、ＳＰＤＰ（N-succinimidyl 3-[2-pyridyldithio]propionate）や、２−イミノチオラン塩酸塩などを用いて導入した、チオール基とアミノ基を持つ蛋白質やペプチドに、ＥＭＣＳ（N-[ε-Maleimidocaproyloxy]Succinimide Ester）のような架橋剤でマレイミド基を導入し、そこへ粒子表面にアミノ基をもつシリコンナノ粒子を反応させて、標識しても良い。
【実施例】
【００３９】
以下に本発明を実施例により詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４０】
＜実施例１＞  ポーラスシリコンの製造
シリコンウエハ（面方位（１００）、ｐ−ｔｙｐｅ、ホウ素ドープ、比抵抗０．１〜１００Ω・ｃｍ）を、縦３．５ｃｍ×横４．０ｃｍの大きさにカットした。図１に示したように、カットしたシリコンウエハの端を２〜３ｍｍ程度、ＨＦとＨＮＯ３の混合液（体積比１：１）に２秒間浸ける。次に、図２に示したように、シリコンウエハ全体をＨＦ、ＨＮＯ３、水の混合液（体積比２：７：８）に５分間浸ける。その後、水でよく洗い乾燥させる。
【００４１】
上記処理により得られたシリコンウエハを、約１．０ｃｍ×１．０ｃｍにカットする。図４に示したように、カットしたシリコンウエハを、ホットスターラで約４０℃に温めた１５％ＨＦ水溶液の蒸気に４０秒間さらし、アモルファスシリコン膜を取り除く。その後、エタノールでよく洗って、シリコンウエハ表面についたエタノールを拭き取る。
【００４２】
上記処理を行ったシリコンウエハを、図６に示すように、エタノール２ｍｌの入ったガラス容器に入れ、蓋をして、超音波洗浄機で５分間超音波処理を行い、その後、シリコンウエハの基板を取り除く。また、同じエタノール中で１０枚のシリコンウエハを１枚ずつ同様に処理して得られた懸濁液を、遠心分離機（遠心回転数１５０００ｒｐｍ）で３０分間遠心し、シリコンナノ粒子の含まれる上澄みを分取する。
【００４３】
＜実施例２＞  アリルアミンで修飾した蛍光波長４３７ｎｍのシリコンナノ粒子の製造
実施例１で得られたシリコンナノ粒子懸濁液から、エバポレータを用いて完全にエタノールを留去する。そこへ、アリルアミン１ｍｌを加えて３０分間超音波処理を行い、アリルアミン中にシリコンナノ粒子を加えて懸濁させた。その後、５０ｍＭ白金触媒２０μｌを加えて、図８に示したように、スターラを用いて室温で３時間攪拌し、反応液を作成する。ここで使用した白金触媒は、Aldrich Chem.社製の、Cloroplatinic acid hydrate（H2PtCl6・aq）であり、densityは、2.43g/ml at 25℃である。
【００４４】
＜実施例３＞  アリルアミンで修飾したシリコンナノ粒子の分離
その後、エバポレータを用いて上記の反応液から、完全にアリルアミンを留去する。そこへ、ヘキサン２ｍｌを加えて、３０分間超音波処理を行い、アリルアミンで修飾したシリコンナノ粒子をヘキサンに加えて懸濁させ、上澄を分取する。この操作を３回繰り返し、完全にアリルアミンと白金触媒を取り除いた。その後、エバポレータを用いてヘキサンを完全に留去し、そこへ水１ｍｌを加えて超音波処理することで、水にアリルアミンで修飾したシリコンナノ粒子のみを再懸濁させる。図９に本方法によって生成したアリルアミンで修飾したシリコンナノ粒子の吸収スペクトル・蛍光スペクトルを、図１０に本方法によって生成したアリルアミンで修飾したシリコンナノ粒子のＦＴ−ＩＲスペクトルを示した。
【００４５】
＜実施例４＞  アリルアミンで修飾したシリコンナノ粒子の精製
アリルアミンで修飾したシリコンナノ粒子懸濁液を０．２２μｍフィルターでろ過処理する。より高純度のものを得るため、回収したシリコンナノ粒子をＨＰＬＣ（高速液体クロマトグラフィー）に付する。ここで使用したカラムは、ゲルろ過カラムＳｕｐｅｒｄｅｘ７５であり、溶媒は５０ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ７．０）、流速は０．４ｍｌ／ｍｉｎで精製を行う。図１１に、ＨＰＬＣにより分離された、アリルアミンで修飾したシリコンナノ粒子のチャートを示す。
＜実施例５＞  アリルアミンで修飾したシリコンナノ粒子による１細胞の標識
マウス由来のマクロファージ系細胞株であるＰ３８８Ｄ１細胞を、５×１０５個／２ｍｌになるよう、1０％ ＦＢＳ（FETAL BOVINE SERUM）を含むＲＰＭＩ１６４０培地中で、３７℃、５%ＣＯ２で培養した。細胞は１２時間以上培養した後、アリルアミンで粒子表面を修飾したシリコンナノ粒子を加え、更に２時間培養し細胞にナノ粒子を貪食させた。
【００４６】
ＰＢＳで３回洗浄し、非特異的に吸着したナノ粒子を取り除いて、細胞懸濁液とした。細胞懸濁液を遠心した後、２％ＦＢＳを含むＰＢＳに再懸濁させ、蛍光顕微鏡とフローサイトメータを用いて解析した。図１２に蛍光顕微鏡でＰ３８８Ｄ１細胞を観察した結果を、図１３にフローサイトメータによる解析結果を示す。
【００４７】
蛍光顕微鏡による観察では、シリコンナノ粒子を貪食した標識細胞（＋）は、励起光４７０／４０ｎｍにおいて、５３５／５０ｎｍの蛍光発光が見られた。また、蛍光発光は、３日以上の長時間にわたって観察が可能であった。なお、視覚的に見ても、本願発明の蛍光性シリコンナノ粒子は、従来のものよりも１０倍以上強い発光強度が観察された。
【００４８】
フローサイトメータによる解析結果によっても、シリコンナノ粒子を貪食しない未標識細胞（−）と、貪食した標識細胞（＋）では、その蛍光強度に明らかな差が生じており、アリルアミンで修飾したシリコンナノ粒子で、すべての細胞を標識することができた。
【００４９】
以上、実施例により本願発明を詳細に説明した。
【００５０】
本願発明の蛍光性シリコンナノ粒子は、化学的手法によるエッチング、すなわち、ＨＦにおける表面処理と、超音波を使用した回収処理のみという、非常に簡便な操作によって製造可能なことから、収率良く、大量に製造することが可能である。また、表面をアリル化合物で修飾することによって、シリコンナノ粒子は親水性を示し、水溶液中での長期安定保存が可能になると共に、生体分子などにも結合させることができる。
【００５１】
なお、このようにして製造された量子サイズの蛍光性シリコンナノ粒子によれば、蛋白質などの生体分子において、他の分子とクロスリンクを引き起こさずに、生細胞内あるいは細胞表面における単一分子や、１細胞を標識することが可能であり、非常に微小なスケールでの観察が実現できる。また、その退色の遅さから、個体内での細胞の挙動についても、長時間にわたる観察が可能である。さらに、従来の量子ドットのような手法に比べても、生体にとって安全性が高く、分子の機能を解明し、これらの分子の機能異常が原因となるさまざまな病気の探求や、治療法の開発が大いに期待できる。
【００５２】
なお、上記実施形態および実験例は、本願発明の技術的思想の範囲内で様々な変形が可能である。
【００５３】
例えば、上記の方法でポーラスシリコンを生成し、シリコン基体表面をアリル化合物で修飾する。その後、ＨＦ水溶液でアモルファスシリコン膜の除去処理行い、超音波処理によってシリコンナノ粒子を分離（回収）してもよい。こうすれば、より大量のアリルアミンで修飾したシリコンナノ粒子を生成することができる。
【００５４】
なお、標識対象は、上記のものに限定されない。本発明の蛍光性シリコンナノ粒子の持つ疎水性と官能基を考慮すれば、核酸、蛋白質、ペプチド、脂質、糖鎖、ビタミン、アゴニスト・アンタゴニストを含む受容体リガンド等の生体分子、生理活性分子、及び、薬剤分子を標識、観察が可能であることは自明である。また、これらを用いることによって、個体、組織、器官、及び、細胞内小器官についても、標識と観察が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】シリコン基体をＨＦ＋ＨＮＯ３の混合溶液に作用させる様子を示す図。
【図２】シリコン基体をＨＦ＋ＨＮＯ３＋水の混合溶液に作用させる様子を示す図。
【図３】（ａ）エッチングしたシリコン基体とその表面を示す図（ｂ）ＨＦ水溶液の蒸気により処理したシリコン基体を示す図。
【図４】エッチングしたシリコン基体を、ＨＦ水溶液の蒸気に作用させる様子を示す図。
【図５】エッチングしたシリコン基体をＨＦ水溶液に作用させる様子を示す図。
【図６】シリコン基体上から、超音波処理によりシリコンナノ粒子を分離する様子を示した図。
【図７】シリコンナノ粒子懸濁液を示した図。
【図８】シリコンナノ粒子をアリル化合物で修飾する様子を示した図。
【図９】実施例３における、アリルアミンで修飾したシリコンナノ粒子の吸収スペクトル。
【図１０】実施例３における、アリルアミンで修飾したシリコンナノ粒子のＦＴ−ＩＲスペクトル。
【図１１】実施例４における、アリルアミンで修飾したシリコンナノ粒子のゲルろ過カラムを用いたＨＰＬＣの精製チャート。
【図１２】実施例５における、アリルアミンで修飾したシリコンナノ粒子を用いて標識した細胞の蛍光顕微鏡画像。
【図１３】実施例５における、アリルアミンで修飾したシリコンナノ粒子を用いて標識した細胞をフローサイトメータで解析した結果。
【符号の説明】
【００５６】
１０・・・シリコン基体、１１・・・シリコン基体の一端、１２・・・シリコンナノ粒子、１３・・・アモルファスシリコン膜、１５・・・容器、２０・・・ピンセット、２１・・・ホットスターラ、２２・・・蓋、２３・・・超音波洗浄機、２４・・・スターラ、２５・・・撹拌子、３０・・・ＨＦ＋ＨＮＯ３の混合溶液、３５・・・、４０・・・ＨＦ＋ＨＮＯ３＋水の混合溶液、４５・・・容器、５０・・・ＨＦ水溶液、５５・・・ガラス容器、６０・・・水、又は、エタノール等の有機溶媒、７０・・・シリコンナノ粒子懸濁液、８０・・・アミノ化試薬とシリコンナノ粒子の懸濁液
【図１】
0005100291.tif 000002
【図２】
0005100291.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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