[发明专利]在表面具有反应性官能团的二氧化硅颗粒及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在表面具有反应性官能团的二氧化硅颗粒及其制造方法。

背景技术

近年来，数nm～1μm左右的微粒被用于各种领域中并受到了注目。例如有用于吸 附剂、催化剂等的多孔质二氧化硅颗粒或沸石颗粒，用于颜料的炭黑、金属氧化物颗 粒、无机化合物颗粒，用于导电材料的金属纳米颗粒，用于树脂的增强剂的二氧化硅 颗粒等，上述微粒的材质和用途涉及多个方面。另外，特别是在生物技术的领域中， 期待将半导体纳米颗粒或含有荧光色素的二氧化硅纳米颗粒等作为新型标记用颗粒 的应用。另外，含有高浓度色素的二氧化硅纳米颗粒具有高摩尔吸光系数，因此期待 其作为更高灵敏度的标记用颗粒的应用。

上述标记用颗粒通过使具有与特定目标分子的结合能力的生物体分子(蛋白质或 核酸等)结合在其表面，而能够用作可用于目标分子的检测、定量、染色等的标记试 剂。

除了利用物理吸附来进行以外，还可通过藉由标记用颗粒表面所存在的反应性官 能团使两者共价结合来进行标记用颗粒与生物体分子的结合。通过利用共价结合，可 得到更强固、稳定的标记生物体分子。作为在二氧化硅颗粒的表面导入反应性官能团 的方法，已知有在含有氨水的溶剂中使具有反应性官能团的有机烷氧基硅烷在二氧化 硅的核颗粒表面发生缩聚的方法(参见例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-225381号公报

发明内容

在二氧化硅颗粒表面导入反应性官能团时，通常采取将具有该官能团的硅烷偶联 剂与作为核的二氧化硅颗粒在酸性或碱性的水溶液中进行混合的方法。由此，利用水 溶液中的水分将硅烷偶联剂水解，接着与二氧化硅颗粒表面的羟基之间发生缩聚反 应，将反应性官能团导入到二氧化硅颗粒表面。但是，在该方法中，不能避免具有反 应性官能团的硅烷偶联剂之间发生缩聚。因此，在核颗粒表面的来源于具有反应性官 能团的硅烷偶联剂的壳层形成得较厚，大量的反应性官能团处于被埋在该壳层中的状 态。即，在现有的方法中，反应性官能团向颗粒表面的导入为低效率的。

本发明的课题在于提供一种二氧化硅颗粒，其是在表面以特定密度具有硫醇基的 纳米尺寸二氧化硅颗粒，其中，提高了该颗粒表面所存在的硫醇基在该颗粒所具有的 硫醇基的总量中所占有的比例。

另外，本发明的课题在于提供一种生物体分子复合颗粒，其是在上述二氧化硅颗 粒表面藉由上述硫醇基结合生物体分子而成的。

另外，本发明的课题在于提供一种免疫层析方法，该方法中使用结合有抗体或抗 原作为生物体分子的生物体分子复合颗粒。

此外，本发明的课题在于提供一种二氧化硅颗粒的制造方法，该方法能够更为有 效地在表面导入特定的反应性官能团。

本发明人发现，若将二氧化硅颗粒以在其表面具有结合水的状态分散在有机溶剂 中并在该有机溶剂中混合具有硫醇基等反应性官能团的硅烷偶联剂，则能够有效地在 该二氧化硅颗粒表面导入该反应性官能团。也即发现，由于利用上述结合水仅在颗粒 表面进行上述硅烷偶联剂的水解和缩聚反应，因而上述硅烷偶联剂彼此之间不容易发 生缩聚反应，其结果可大幅抑制具有反应性官能团的壳层的厚度。

另外发现，在将这样得到的在二氧化硅颗粒的表面藉由该反应性官能团结合生物 体分子并用作免疫层析法等的标记试剂时，该标记试剂的非特异性吸附受到抑制、背 景信号降低，由此信噪比增大，可进行更高灵敏度的分析。

本发明是基于这些技术思想而完成的。

本发明的课题是通过下述手段达成的。

[1]

一种二氧化硅颗粒，其在表面具有硫醇基，其中，该二氧化硅颗粒满足下 述(a)、(b)和(c)：

(a)粒径为20nm～1000nm；

(b)二氧化硅颗粒表面的上述硫醇基的密度为0.002个/nm²～0.2个/nm²；

(c)二氧化硅颗粒的表面所存在的硫醇基的量B(个/1颗粒)相对于该二氧化硅颗粒 中的硫元素的量A(在每1个二氧化硅颗粒中的硫醇来源的硫元素个数)之比(B/A)为 0.10～0.60。

[2]

如[1]中所述的二氧化硅颗粒，其中，上述二氧化硅颗粒含有荧光性或吸光性的 色素。

[3]

如[1]或[2]中所述的二氧化硅颗粒，其中，上述硫醇基藉由亚烷基或亚烷基氧基 结合在二氧化硅颗粒表面。

[4]