特許 6357051 無孔質シリカで被覆されたメソポーラスシリカ粒子及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6357051

(24)【登録日】2018年6月22日

(45)【発行日】2018年7月11日

(54)【発明の名称】無孔質シリカで被覆されたメソポーラスシリカ粒子及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C01B 37/00 20060101AFI20180702BHJP

   A61K 47/04 20060101ALI20180702BHJP

   A61K 9/14 20060101ALN20180702BHJP

   A61K 49/00 20060101ALN20180702BHJP

【ＦＩ】

   C01B37/00

   A61K47/04

   !A61K9/14

   !A61K49/00

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-168496(P2014-168496)

(22)【出願日】2014年8月21日

(65)【公開番号】特開2016-44091(P2016-44091A)

(43)【公開日】2016年4月4日

【審査請求日】2017年5月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】899000068

【氏名又は名称】学校法人早稲田大学

(73)【特許権者】

【識別番号】000003986

【氏名又は名称】日産化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100068618

【弁理士】

【氏名又は名称】萼 経夫

(74)【代理人】

【識別番号】100104145

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 嘉夫

(74)【代理人】

【識別番号】100104385

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 勉

(74)【代理人】

【識別番号】100163360

【弁理士】

【氏名又は名称】伴 知篤

(72)【発明者】

【氏名】黒田 一幸

(72)【発明者】

【氏名】下嶋 敦

(72)【発明者】

【氏名】大西 健太

(72)【発明者】

【氏名】永田 皓也

(72)【発明者】

【氏名】高熊 紀之

【審査官】 廣野 知子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１９６８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０２４３７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−１７３３１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１３３１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１７１８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５２４０１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０１Ｂ ３３／００−３３／１９３

Ｃ０１Ｂ ３３／２０−３９／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

界面活性剤及びｐＨ調整剤を含む水溶液にシリカ源（ａ）を添加して粒子内に２〜１０ｎｍのメソ孔を有するシリカ粒子の分散液を作製した後、界面活性剤を除去する（Ａ）工程、並びに
前記（Ａ）工程で得られたメソ孔を有するシリカ粒子の分散液にｐＨ調整剤を加えてｐＨ８〜１０に調整した後、シリカ源（ｂ）を加え、撹拌下で２０〜９０℃、１〜４８時間処理してメソ孔を有するシリカ粒子の外周部を３〜３０ｎｍの厚さの無孔質シリカで被覆する（Ｂ）工程
を含む、粒子外周部が３〜３０ｎｍの厚さの無孔質シリカで被覆され、３０〜３００ｎｍの一次粒子径を有し、且つ粒子内に２〜１０ｎｍのメソ孔を有するメソポーラスシリカ粒子が分散媒中に分散されたメソポーラスシリカ粒子分散液の製造方法。

【請求項2】

前記シリカ源（ａ）及びシリカ源（ｂ）が、式（Ｉ）で表される珪素アルコキシドである、請求項１に記載のメソポーラスシリカ粒子分散液の製造方法。
式（Ｉ） Ｓｉ（ＯＲ₁）₄
［式（Ｉ）中、Ｒ₁は炭素原子数１〜４の直鎖又は分岐のアルキル基を表す。］

【請求項3】

前記シリカ源（ａ）及びシリカ源（ｂ）が、式（ＩＩ）で表される珪素アルコキシド、又は式（Ｉ）及び式（ＩＩＩ）で表される珪素アルコキシドの混合物である、請求項１に記載のメソポーラスシリカ粒子分散液の製造方法。
式（ＩＩ） （Ｒ₂Ｏ）₃Ｓｉ−Ｒ₃−Ｓｉ（ＯＲ₄）₃
［式（ＩＩ）中、Ｒ₂及びＲ₄は炭素原子数１〜４の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、Ｒ₃は炭素原子数１〜１０の直鎖状若しくは分岐状の２価の飽和炭化水素基若しくは不飽和
炭化水素基、又は置換基を有していてもよい、炭素原子数６〜３０のアリーレン基若しくはヘテロアリーレン基を表す。］
式（Ｉ） Ｓｉ（ＯＲ₁）₄
［式（Ｉ）中、Ｒ₁は炭素原子数１〜４の直鎖又は分岐のアルキル基を表す。］
式（ＩＩＩ） Ｒ₅Ｓｉ（ＯＲ₆）₃
［式（ＩＩＩ）中、Ｒ₅は炭素原子数１〜８の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は
置換基を有していてもよい炭素原子数６〜３０のアリール基を表し、Ｒ₆は炭素原子数１
〜４の直鎖又は分岐のアルキル基を表す。］

【請求項4】

前記（Ａ）工程中の界面活性剤の除去が、純水、酢酸及びエタノールからなる群から選ばれる少なくとも１種を用いた透析で行われる、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のメソポーラスシリカ粒子分散液の製造方法。

【請求項5】

界面活性剤及びｐＨ調整剤を含む水溶液にシリカ源（ａ）を添加して粒子内に２〜１０ｎｍのメソ孔を有するシリカ粒子の分散液を作製した後、界面活性剤を除去する（Ａ）工程、
前記（Ａ）工程で得られたメソ孔を有するシリカ粒子の分散液に有機化合物又はポリマーを加えて、当該メソ孔の少なくとも一部に有機化合物又はポリマーが充填した複合シリカ粒子の分散液を作製する（Ｃ）工程、並びに
前記（Ｃ）工程で得られた複合シリカ粒子の分散液にｐＨ調整剤を加えてｐＨ８〜１０に調整した後、シリカ源（ｂ）を加え、撹拌下で２０〜９０℃、１〜４８時間処理して複合シリカ粒子の外周部を３〜３０ｎｍの厚さの無孔質シリカで被覆する（Ｄ）工程
を含む、粒子外周部が３〜３０ｎｍの厚さの無孔質シリカで被覆され、３０〜３００ｎｍの一次粒子径を有し、且つ粒子内に２〜１０ｎｍのメソ孔を有する、機能性物質担持メソポーラスシリカ粒子分散液の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粒子外周部が無孔質シリカによって被覆されたメソポーラスシリカ粒子、その分散液及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

メソポーラスシリカ粒子は、高い表面積や大きな細孔容積（粒子内部の空隙）を持つため、様々な応用が期待されている。例えば、薬剤のキャリアとしてのドラッグデリバリーや、色素導入によるバイオイメージングなどの医療分野での応用、また、樹脂と複合化することによる低反射率（Ｌｏｗ−ｎ）、低誘電率（Ｌｏｗ−ｋ)、低熱伝導率材料などへ
の応用が検討されている。これらの応用の多くでは、粒子表面に存在する開孔部の存在により、内包物の溶出や粒子内部への樹脂侵入（即ち、空隙率低下）による性能低下の恐れがあった。従って、粒子の内部空隙を残しつつ、粒子表面の孔を塞ぐ技術が重要視されてきた。

【0003】

ナノ粒子やポリマーなどを用いてメソ孔を塞ぐ以下の技術が報告されているが、効率的かつ確実に孔を塞ぐことは困難であった。
非特許文献１には、ＣｄＳなどのナノ粒子を用いて孔を塞ぐ技術が報告されているが、粒子表面の開孔部すべてを同時に塞ぐことは困難である。
非特許文献２には、粒子表面にポリマーをグラフトして孔を塞ぐ技術が報告されているが、合成に高度な技術を要し、また、粒子の表面状態が変わるために粒子が凝集する可能性がある。さらに、有機物で被覆するために耐熱性が低いという問題がある。
特許文献１には、大口径のメソポーラスシリカ粒子の表面をより小さな孔を有するメソポーラスシリカで被覆する技術が報告されているが、被覆層に存在する細孔のため外部からの樹脂の侵入や内包物の溶出を完全には抑制できない。また、特許文献１ではメソ孔を有する粒子の合成時に使用した界面活性剤を除去しないまま粒子外周部を被覆するため、界面活性剤を除去するために被覆層を多孔質とする必要があった。

【0004】

また、従来技術には、界面活性剤を除去したメソ孔を有する粒子の外周部を被覆しようとするとメソ孔自体が閉塞して空隙率が低下するという問題もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１７１８３３号公報

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】Ｂ．Ｇ．Ｔｒｅｗｙｎ ｒｔ ａｌ．，Ａｃｃ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｓ．，４０，８４６（２００７）

【非特許文献2】Ｒ．Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１３０，１４４１８（２００８）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、メソポーラスシリカ粒子を凝集させることなく、粒子内細孔を残したまま粒子外周部の開孔部を被覆して閉孔したメソポーラスシリカ粒子、その分散液及びその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者は、鋭意検討の結果、溶媒中で分散状態のメソポーラスシリカ粒子に含まれる、合成時に使用された界面活性剤を完全に除去した後、粒子外周部を被覆処理することで、粒子内部のメソ孔を保持したまま外周部のみを無孔質シリカで被覆されたメソポーラスシリカ粒子、及び分散液が得られること見出した。なお、本明細書では、機能性物質とは、メソ孔を有するシリカ粒子のメソ孔内に充填することが可能でメソ孔内でその機能を発現できる物質をいう。

【0009】

すなわち、本発明を達成する第１観点として、粒子外周部が３〜３０ｎｍの厚さの無孔質シリカで被覆され、３０〜３００ｎｍの一次粒子径を有し、且つ粒子内に２〜１０ｎｍのメソ孔を有するメソポーラスシリカ粒子であり、
第２観点として、第１観点に記載のメソポーラスシリカ粒子が分散媒中に分散されたメソポーラスシリカ粒子分散液であり、
第３観点として、界面活性剤及びｐＨ調整剤を含む水溶液にシリカ源（ａ）を添加して粒子内に２〜１０ｎｍのメソ孔を有するシリカ粒子の分散液を作製した後、界面活性剤を除去する（Ａ）工程、並びに
前記（Ａ）工程で得られたメソ孔を有するシリカ粒子の分散液にｐＨ調整剤を加えてｐＨ８〜１０に調整した後、シリカ源（ｂ）を加え、撹拌下で２０〜９０℃、１〜４８時間処理してメソ孔を有するシリカ粒子の外周部を３〜３０ｎｍの厚さの無孔質シリカで被覆する（Ｂ）工程
を含む、第２観点に記載のメソポーラスシリカ粒子分散液の製造方法であり、
第４観点として、前記シリカ源（ａ）及びシリカ源（ｂ）が、式（Ｉ）で表される珪素アルコキシドである、第３観点に記載のメソポーラスシリカ粒子分散液の製造方法
式（Ｉ） Ｓｉ（ＯＲ₁）₄
［式（Ｉ）中、Ｒ₁は炭素原子数１〜４の直鎖又は分岐のアルキル基を表す。］
であり、
第５観点として、前記シリカ源（ａ）及びシリカ源（ｂ）が、式（ＩＩ）で表される珪素アルコキシド、又は式（Ｉ）及び式（ＩＩＩ）で表される珪素アルコキシドの混合物である、第３観点に記載のメソポーラスシリカ粒子分散液の製造方法
式（ＩＩ） （Ｒ₂Ｏ）₃Ｓｉ−Ｒ₃−Ｓｉ（ＯＲ₄）₃
［式（ＩＩ）中、Ｒ₂及びＲ₄は炭素原子数１〜４の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、Ｒ₃は炭素原子数１〜１０の直鎖状若しくは分岐状の２価の飽和炭化水素基若しくは不飽和
炭化水素基、又は置換基を有していてもよい、炭素原子数６〜３０のアリーレン基若しくはヘテロアリーレン基を表す。］
式（Ｉ） Ｓｉ（ＯＲ₁）₄
［式（Ｉ）中、Ｒ₁は炭素原子数１〜４の直鎖又は分岐のアルキル基を表す。］
式（ＩＩＩ） Ｒ₅Ｓｉ（ＯＲ₆）₃
［式（ＩＩＩ）中、Ｒ₅は炭素原子数１〜８の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は
置換基を有していてもよい炭素原子数６〜３０のアリール基を表し、Ｒ₆は炭素原子数１
〜４の直鎖又は分岐のアルキル基を表す。］
であり、
第６観点として、前記（Ａ）工程中の界面活性剤の除去が、純水、酢酸及びエタノールからなる群から選ばれる少なくとも１種を用いた透析で行われる、第３観点乃至第５観点のいずれか一つに記載のメソポーラスシリカ粒子分散液の製造方法であり、
第７観点として、界面活性剤及びｐＨ調整剤を含む水溶液にシリカ源（ａ）を添加して粒子内に２〜１０ｎｍのメソ孔を有するシリカ粒子の分散液を作製した後、界面活性剤を除去する（Ａ）工程、
前記（Ａ）工程で得られたメソ孔を有するシリカ粒子の分散液に有機化合物又はポリマーを加えて、当該メソ孔の少なくとも一部に有機化合物又はポリマーが充填した複合シリカ粒子の分散液を作製する（Ｃ）工程、並びに
前記（Ｃ）工程で得られた複合シリカ粒子の分散液にｐＨ調整剤を加えてｐＨ８〜１０
に調整した後、シリカ源（ｂ）を加え、撹拌下で２０〜９０℃、１〜４８時間処理して複合シリカ粒子の外周部を３〜３０ｎｍの厚さの無孔質シリカで被覆する（Ｄ）工程
を含む、粒子外周部が３〜３０ｎｍの厚さの無孔質シリカで被覆され、３０〜３００ｎｍの一次粒子径を有し、且つ粒子内に２〜１０ｎｍのメソ孔を有する、機能性物質担持メソポーラスシリカ粒子分散液の製造方法
である。
なお、本明細書では、機能性物質とは、メソ孔を有するシリカ粒子のメソ孔内に充填することが可能でメソ孔内でその機能を発現できる物質をいう。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、メソポーラスシリカ粒子を凝集させることなく、粒子内細孔を残したまま粒子外周部の開孔部を被覆して閉孔することができる。また、分散媒中に分散したメソポーラスシリカ粒子に対して、珪素アルコキシドを所定のｐＨ条件下で添加することによって、表面の開孔部を塞ぐことが可能である。そして、開孔部の被覆工程を行ってもメソポーラスシリカ粒子の良好な分散性を保持することができる。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（コア粒子分散液）
本発明のメソポーラスシリカ粒子は、メソ孔を有するコア粒子と粒子外周部を被覆する無孔質シリカで構成される。メソ孔を有するコア粒子は、公知技術によって作製される開孔部を有するメソポーラスシリカ粒子を用いることができる。

【0012】

メソ孔を有するコア粒子は窒素吸着法（ＢＥＴ法）比表面積が４００〜１５００ｍ²／
ｇであり、２〜１０ｎｍのメソ孔を有し、細孔容積が０．５〜３．０ｍｌ／ｇであることが好ましい。また、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察により測定したメソポーラスシリカ粒子の１次粒子径は３０〜３００ｎｍであり、動的光散乱法によって測定される分散粒子径は３０〜３００ｎｍであることが好ましい。

【0013】

メソ孔を有するコア粒子は、例えば、Ｈ．Ｙａｍａｄａ ｅｔ ａｌ．，Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，２４，１４６２（２０１２）を参考に作製することができる。同文献によれば、鋳型となる界面活性剤を含有した純水中にテトラプロポキシシランを添加し、８０℃で所定時間攪拌を行った後、鋳型の界面活性剤を透析により除去することによりメソ孔を有する多孔質シリカ粒子の分散液を得ることができる。

【0014】

本発明において、前記のメソポーラスシリカ粒子が分散媒中に分散されたメソポーラスシリカ粒子分散液は、次の（Ａ）工程及び（Ｂ）工程を含む方法により製造することができる。
（Ａ）工程：界面活性剤及びｐＨ調整剤を含む水溶液にシリカ源（ａ）を添加して粒子内に２〜１０ｎｍのメソ孔を有するシリカ粒子の分散液を作製した後、界面活性剤を除去する工程、
（Ｂ）工程：前記（Ａ）工程で得られたメソ孔を有するシリカ粒子の分散液にｐＨ調整剤を加えてｐＨ８〜１０に調整した後、シリカ源（ｂ）を加え、撹拌下で２０〜９０℃、１〜４８時間処理してメソ孔を有するシリカ粒子の外周部を３〜３０ｎｍの厚さの無孔質シリカで被覆する工程。

【0015】

（界面活性剤の除去）
本発明で実施される界面活性剤の除去操作は、透析、溶媒抽出、酸処理等の公知の方法を用いることができるが、透析により行うことが好ましい。

【0016】

透析は、既存の透析膜を用いることができる。例えば、鋳型となる界面活性剤を含有し
たメソポーラスシリカ粒子分散液に対して、体積比で１０〜１００倍の抽出溶媒を用いて実施される。また、抽出溶媒には、純水、酢酸及びエタノールからなる群から選ばれる少なくとも１種を用いることができる。抽出溶媒としては、これらの混合溶媒を用いることがより好ましい。

【0017】

透析は、鋳型である界面活性剤を完全に除去するために複数回実施することが好ましく、異なる抽出溶媒を組み合わせて複数回実施することがより好ましい。透析によって界面活性剤が除去されたことは、ＣＨＮ分析によって炭素原子が検出限界以下であることを確認することにより確かめることができる。

【0018】

（粒子外周部の被覆）
本発明でメソ孔を有するコア粒子を無孔質シリカで被覆する際は、まず水又は親水性の有機溶媒にメソ孔を有するコア粒子が分散されたものを用意し、次いでこの分散液のｐＨを８〜１０に調整する。この時、該分散液のｐＨ調整剤としては、トリエタノールアミン、トリエチルアミン、アンモニア及び水酸化ナトリウムなどの塩基を用いることができる。続いて、無孔質シリカのシリカ源として、珪素アルコキシドを該分散液に添加して、無孔質シリカでメソ孔を有するコア粒子を被覆する。

【0019】

被覆に使用される珪素アルコキシドとしては、下記の式（Ｉ）で表される珪素アルコキシドであることが好ましい。
式（Ｉ） Ｓｉ（ＯＲ₁）₄
［式（Ｉ）中、Ｒ₁は炭素原子数１〜４の直鎖又は分岐のアルキル基を表す。］
また、被覆に使用される珪素アルコキシドとしては、下記の式（ＩＩ）で表される珪素アルコキシドであることが好ましい。
式（ＩＩ） （Ｒ₂Ｏ）₃Ｓｉ−Ｒ₃−Ｓｉ（ＯＲ₄）₃
［式（ＩＩ）中、Ｒ₂及びＲ₄は炭素原子数１〜４の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、Ｒ₃は炭素原子数１〜１０の直鎖状若しくは分岐状の２価の飽和炭化水素基若しくは不飽和
炭化水素基、又は置換基を有していてもよい、炭素原子数６〜３０のアリーレン基若しくはヘテロアリーレン基を表す。］

【0020】

又は、被覆に使用される珪素アルコキシドとしては、上記の式（Ｉ）及び下記の式（ＩＩＩ）で表される珪素アルコキシドの混合物であることが好ましい。
式（ＩＩＩ） Ｒ₅Ｓｉ（ＯＲ₆）₃
［式（ＩＩＩ）中、Ｒ₅は炭素原子数１〜８の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は
置換基を有していてもよい炭素原子数６〜３０のアリール基を表し、Ｒ₆は炭素原子数１
〜４の直鎖又は分岐のアルキル基を表す。］

【0021】

本発明に使用される珪素アルコキシドの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等を挙げることができ、中でもテトラエトキシシランを用いることが好ましい。

【0022】

前記無孔質シリカによる被覆工程において、例えば１００〜１５０ｎｍの大きさのコア粒子の外周部を効率的、かつ確実に開孔部を被覆するには、被覆層の厚さによって変動するが、珪素アルコキシドは分散液中のメソ孔を有するコア粒子のＳｉＯ₂成分に対してＳ
ｉＯ₂換算で３０〜１００ｍｏｌ％加えられる。また、この際の反応温度は２０〜９０℃
であり、好ましくは２５〜６０℃である。また、この際の反応時間は１〜４８時間であり、好ましくは６〜２４時間である。本発明によれば、被覆工程において珪素アルコキシドの添加量及び反応条件を制御することで、内部のメソ孔を保持したまま、コア粒子の外周部を無孔質シリカによって被覆できる。

【0023】

本発明のメソポーラスシリカ粒子分散液は、粒子外周部が３〜３０ｎｍの厚さの無孔質シリカで被覆され、３０〜３００ｎｍの一次粒子径を有し、且つ粒子内に２〜１０ｎｍのメソ孔を有するメソポーラスシリカ粒子が分散媒に分散されたものである。分散媒としては、水、アルコール類、ケトン類、エステル類、エーテル類、炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類及びカルボン酸アミド類等が挙げられる。

【0024】

前記アルコール類としては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、イソブチルアルコール、２−ブタノール、エチレングリコール、グリセリン、プリピレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ベンジルアルコール、１，５−ペンタンジオール及びジアセトンアルコール等が挙げられる。

【0025】

前記ケトン類としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルアミルケトン及びシクロヘキサノン等が挙げられる。

【0026】

前記エステル類としては、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アクリル酸メチル及びメタクリル酸メチル等が挙げられる。

【0027】

前記エーテル類としては、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル及びジエチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。

【0028】

前記炭化水素類としては、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン及びソルベントナフサ等が挙げられる。

【0029】

前記ハロゲン化炭化水素類としては、四塩化炭素、ジクロロエタン及びクロロベンゼン等が挙げられる。

【0030】

前記カルボン酸アミドとしては、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド及びＮ−メチルピロリドン等が挙げられる。

【0031】

また、分散媒としては、重合性モノマーを挙げることができる。重合性モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸及びフタル酸等の不飽和カルボン酸化合物が挙げられる。また、これらの不飽和カルボン酸化合物とアルコール化合物若しくはアミン化合物とから誘導される不飽和カルボン酸エステル化合物又は不飽和カルボン酸アミド化合物を挙げることができる。例えば、アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、フタル酸アミド化合物等である。より具体的には、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート等である。

【0032】

また、重合性モノマーとしてはエポキシ環を有する重合性化合物を使用することができる。エポキシ環を有する重合性化合物は、例えばジオール化合物、トリオール化合物、ジカルボン酸化合物、トリカルボン酸化合物等の２個以上のヒドロキシ基又はカルボキシル基を有する化合物と、エピクロルヒドリン等のグリシジル化合物から製造することができる、２個以上のグリシジルエーテル構造又はグリシジルエステル構造を有する化合物を挙げることができる。

【0033】

エポキシ環を有する重合性化合物の具体例としては、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，２−エポキシ−４−（エポキシエチル）シクロヘキサン、グリセロールトリグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル及び２，６−ジグリシジルフェニルグリシジルエーテル等が挙げられる。

【0034】

この他、オキセタン環を有する重合性化合物として、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン、３−エチル−３−（フェノキシメチル）オキセタン等、ビニルエーテル構造を有する重合性化合物として、ビニル−２−クロロエチルエーテル、ビニル−ノルマルブチルエーテル、１，４−シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、ビニルグリシジルエーテル等を挙げることができる。

【0035】

本発明のメソポーラスシリカ粒子分散液の固形分濃度は、ＳｉＯ₂として０．０１〜３
０質量％であり、０．１質量％以上であることが好ましい。

【0036】

また本発明は、次の（Ａ）工程、（Ｃ）工程及び（Ｄ）工程を含む粒子外周部が３〜３０ｎｍの厚さの無孔質シリカで被覆され、３０〜３００ｎｍの一次粒子径を有し、且つ粒子内に２〜１０ｎｍのメソ孔を有する、機能性物質担持メソポーラスシリカ粒子分散液の製造方法である。
（Ａ）工程：界面活性剤及びｐＨ調整剤を含む水溶液にシリカ源（ａ）を添加して粒子内に２〜１０ｎｍのメソ孔を有するシリカ粒子の分散液を作製した後、界面活性剤を除去する工程、
（Ｃ）工程：前記（Ａ）工程で得られたメソ孔を有するシリカ粒子の分散液に有機化合物又はポリマーを加えて、当該メソ孔の少なくとも一部に有機化合物又はポリマーが充填した複合シリカ粒子の分散液を作製する工程、並びに
（Ｄ）工程：前記（Ｃ）工程で得られた複合シリカ粒子の分散液にｐＨ調整剤を加えてｐＨ８〜１０に調整した後、シリカ源（ｂ）を加え、撹拌下で２０〜９０℃、１〜４８時間処理して複合シリカ粒子の外周部を３〜３０ｎｍの厚さの無孔質シリカで被覆する工程。

【0037】

メソ孔内に充填される有機化合物又はポリマーとしては、２〜１０ｎｍのメソ孔に充填可能なものであれば特に制限はなく、色素導入によるバイオイメージングの観点から紫外線、及び可視光に吸収を持つ化合物、例えばベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、クァテルフェニル、ベンゾフェノン、フルオレン、アントラキノン、ナフタレン、アセナフテン、カルバゾール、トリフェニレン、フェナントレン、アクリジン、アクリドン、アズレン、クリセン、ピレン、アントラセン、ペリレン、ビアセチル、ベンジル、フルオレセイン、エオシン、ローダミンＢ、及びこれらの誘導体を挙げることができる。ポリマーとしては、タンパク質、核酸、脂質等の生体高分子、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、フェノール樹脂等の合成高分子などを挙げることができる。

【実施例】

【0038】

以下、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

【0039】

物性測定には以下の装置を使用した。
・ＢＥＴ測定装置：Quantachrome Instruments Autosorb-1
・窒素吸脱測定装置：Quantachrome Instruments Autosorb-1
・透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）：日本電子JEM-2010
・動的光散乱法粒子径測定装置：HORIBA Nano Partica SZ-100-S

【0040】

〔実施例１〕
（コア粒子分散液の作製）
鋳型となる界面活性剤として、セチルトリメチルアンモニウムブロミド５．５ｍｍｏｌを含む水溶液２４０ｍＬ中にテトラプロポキシシランを０．０１１ｍｏｌ添加し、撹拌下にて８０℃、１２時間保持してメソポーラスシリカ粒子（ｉ）分散液を合成した。

【0041】

メソポーラスシリカ粒子（ｉ）分散液５０ｍＬを透析膜（日本メディカルサイエンス社製 ヴィスキングチューブ（セルロース製））を有する装置に入れ、酢酸：エタノール＝
１：１（体積比）の混合溶媒２５０ｍＬ中で２５℃、２４時間、撹拌下で保持してセチルトリメチルアンモニウムブロミドを抽出した。同様の操作を５回繰り返した後、純水２５０ｍＬ中で２５℃、２４時間、撹拌下で保持する操作を４回繰り返して、メソポーラスシリカ粒子（ｉｉ）分散液を合成した。この分散液の動的光散乱法（ＤＬＳ）で測定されるメソポーラスシリカ粒子の分散粒子径は１４８ｎｍであった。上記のメソポーラスシリカ粒子（ｉｉ）分散液を乾燥して得られたメソポーラスシリカ粒子（ｉｉ）のＢＥＴ比表面積は約７４０ｍ²／ｇ、ＢＪＨ法により算出した細孔径は平均３．２ｎｍであり、細孔容
積は１．７ｍｌ／ｇであった。また、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察から測定したメソポーラスシリカ粒子（ｉｉ）の１次粒子径は１４０ｎｍであった。透析によって界面活性剤が除去されたことは、ＣＨＮ分析（Perkin-Elmer 2400 Series II）によって確認した
。

【0042】

（粒子外周部の被覆）
メソポーラスシリカ粒子（ｉｉ）分散液２４０ｍＬにトリエタノールアミンを添加してｐＨ８．８に調整した後、テトラエトキシシラン４．４ｍｍｏｌ加え、６０℃、１２時間、撹拌下で保持して粒子外周部が無孔質シリカで被覆されたメソポーラスシリカ粒子（ｉｉｉ）を合成した。この時、外周部の無孔質シリカ量はメソ孔を有するシリカ粒子のＳｉＯ₂量に対して４０ｍｏｌ％であった。得られたメソポーラスシリカ粒子（ｉｉｉ）のＢ
ＥＴ比表面積は約１２０ｍ²／ｇであり、窒素分子が充填可能なメソ孔は存在しなかった
。また、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察から測定したシリカ粒子の１次粒子径は１５０ｎｍであり、新たなシリカ粒子の形成は見られなかった。この分散液の動的光散乱法によって測定される分散粒子径は１６０ｎｍであった。

【0043】

〔実施例２〕
実施例１で得られたメソポーラスシリカ粒子（ｉｉ）分散液５ｍＬをローダミンＢ０．１ｇを含む水溶液３０ｍＬ中に添加して得られた複合シリカ粒子の分散液を、実施例１に記載のシリカ粒子外周部の被覆方法と同様に処理して、内部にメソ孔を有する複合シリカ粒子（ｉｖ）分散液を合成した。この分散液を実施例１に記載の透析操作と同様に処理したところ、ローダミンＢ由来の赤色が残存しており、ローダミンＢがシリカ粒子内に封入されていることを確認した。

【0044】

〔比較例〕
実施例１の粒子外周部の被覆方法において、テトラエトキシシランの添加量を２．２ｍｍｏｌに減らした結果、ＤＬＳで測定した粒径は１４４ｎｍ、ＴＥＭで測定した粒径は１４３ｎｍとなった。この時、外周部の無孔質シリカ量はメソ孔を有するシリカ粒子のＳｉＯ₂量に対して２０ｍｏｌ％であった。また、ＢＥＴ比表面積は３８０ｍ²／ｇであり、メソ孔への窒素分子の吸着が見られたことから、閉塞が不完全であることが確認できた。

【産業上の利用可能性】

【0045】

本発明のメソポーラスシリカ粒子は、その高い表面積、大きな細孔容積（粒子内部の空隙）を活用して、薬剤のキャリアとしてドラッグデリバリーや、色素導入によるバイオイメージングなどの医療材料への応用に適している。また、樹脂と複合化することによる低反射率（Ｌｏｗ−ｎ）、低誘電率（Ｌｏｗ−ｋ)、低熱伝導率材料などへ応用することが
できる。