[發明專利]在表面具有反應性官能團的二氧化硅顆粒及其制造方法

有效

• 申請號: 201480035285.0
• 申請日: 2014-08-08
• 公開（公告）號: CN105324668B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 西田昌貴;山中信光;三好一富;大久保典雄
• 申請（專利權）人: 古河電氣工業株式會社
• 主分類號: G01N33/552
• 分類號: G01N33/552;C09K11/06;G01N33/543
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 龐東成,張志楠

技術領域

本發明涉及在表面具有反應性官能團的二氧化硅顆粒及其制造方法。

背景技術

近年來，數nm～1μm左右的微粒被用于各種領域中并受到了注目。例如有用于吸 附劑、催化劑等的多孔質二氧化硅顆粒或沸石顆粒，用于顏料的炭黑、金屬氧化物顆 粒、無機化合物顆粒，用于導電材料的金屬納米顆粒，用于樹脂的增強劑的二氧化硅 顆粒等，上述微粒的材質和用途涉及多個方面。另外，特別是在生物技術的領域中， 期待將半導體納米顆粒或含有熒光色素的二氧化硅納米顆粒等作為新型標記用顆粒 的應用。另外，含有高濃度色素的二氧化硅納米顆粒具有高摩爾吸光系數，因此期待 其作為更高靈敏度的標記用顆粒的應用。

上述標記用顆粒通過使具有與特定目標分子的結合能力的生物體分子(蛋白質或 核酸等)結合在其表面，而能夠用作可用于目標分子的檢測、定量、染色等的標記試 劑。

除了利用物理吸附來進行以外，還可通過藉由標記用顆粒表面所存在的反應性官 能團使兩者共價結合來進行標記用顆粒與生物體分子的結合。通過利用共價結合，可 得到更強固、穩定的標記生物體分子。作為在二氧化硅顆粒的表面導入反應性官能團 的方法，已知有在含有氨水的溶劑中使具有反應性官能團的有機烷氧基硅烷在二氧化 硅的核顆粒表面發生縮聚的方法(參見例如專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-225381號公報

發明內容

在二氧化硅顆粒表面導入反應性官能團時，通常采取將具有該官能團的硅烷偶聯 劑與作為核的二氧化硅顆粒在酸性或堿性的水溶液中進行混合的方法。由此，利用水 溶液中的水分將硅烷偶聯劑水解，接著與二氧化硅顆粒表面的羥基之間發生縮聚反 應，將反應性官能團導入到二氧化硅顆粒表面。但是，在該方法中，不能避免具有反 應性官能團的硅烷偶聯劑之間發生縮聚。因此，在核顆粒表面的來源于具有反應性官 能團的硅烷偶聯劑的殼層形成得較厚，大量的反應性官能團處于被埋在該殼層中的狀 態。即，在現有的方法中，反應性官能團向顆粒表面的導入為低效率的。

本發明的課題在于提供一種二氧化硅顆粒，其是在表面以特定密度具有硫醇基的 納米尺寸二氧化硅顆粒，其中，提高了該顆粒表面所存在的硫醇基在該顆粒所具有的 硫醇基的總量中所占有的比例。

另外，本發明的課題在于提供一種生物體分子復合顆粒，其是在上述二氧化硅顆 粒表面藉由上述硫醇基結合生物體分子而成的。

另外，本發明的課題在于提供一種免疫層析方法，該方法中使用結合有抗體或抗 原作為生物體分子的生物體分子復合顆粒。

此外，本發明的課題在于提供一種二氧化硅顆粒的制造方法，該方法能夠更為有 效地在表面導入特定的反應性官能團。

本發明人發現，若將二氧化硅顆粒以在其表面具有結合水的狀態分散在有機溶劑 中并在該有機溶劑中混合具有硫醇基等反應性官能團的硅烷偶聯劑，則能夠有效地在 該二氧化硅顆粒表面導入該反應性官能團。也即發現，由于利用上述結合水僅在顆粒 表面進行上述硅烷偶聯劑的水解和縮聚反應，因而上述硅烷偶聯劑彼此之間不容易發 生縮聚反應，其結果可大幅抑制具有反應性官能團的殼層的厚度。

另外發現，在將這樣得到的在二氧化硅顆粒的表面藉由該反應性官能團結合生物 體分子并用作免疫層析法等的標記試劑時，該標記試劑的非特異性吸附受到抑制、背 景信號降低，由此信噪比增大，可進行更高靈敏度的分析。

本發明是基于這些技術思想而完成的。

本發明的課題是通過下述手段達成的。

[1]

一種二氧化硅顆粒，其在表面具有硫醇基，其中，該二氧化硅顆粒滿足下 述(a)、(b)和(c)：

(a)粒徑為20nm～1000nm；

(b)二氧化硅顆粒表面的上述硫醇基的密度為0.002個/nm²～0.2個/nm²；

(c)二氧化硅顆粒的表面所存在的硫醇基的量B(個/1顆粒)相對于該二氧化硅顆粒 中的硫元素的量A(在每1個二氧化硅顆粒中的硫醇來源的硫元素個數)之比(B/A)為 0.10～0.60。

[2]

如[1]中所述的二氧化硅顆粒，其中，上述二氧化硅顆粒含有熒光性或吸光性的 色素。

[3]

如[1]或[2]中所述的二氧化硅顆粒，其中，上述硫醇基藉由亞烷基或亞烷基氧基 結合在二氧化硅顆粒表面。

[4]