特許 6912822 高度にアミノ化された自己集合官能化メソポーラスシリカナノ粒子及び合成方法

(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】6912822

(24)【登録日】2021年7月13日

(45)【発行日】2021年8月4日

(54)【発明の名称】高度にアミノ化された自己集合官能化メソポーラスシリカナノ粒子及び合成方法

(51)【国際特許分類】

   C01B 37/00 20060101AFI20210727BHJP

   A61K 47/30 20060101ALI20210727BHJP

   A61K 9/14 20060101ALI20210727BHJP

【ＦＩ】

   C01B37/00

   A61K47/30

   A61K9/14

【請求項の数】17

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-501351(P2018-501351)

(86)(22)【出願日】2016年7月20日

(65)【公表番号】特表2018-527278(P2018-527278A)

(43)【公表日】2018年9月20日

(86)【国際出願番号】EP2016067327

(87)【国際公開番号】WO2017013182

(87)【国際公開日】20170126

【審査請求日】2019年7月12日

(31)【優先権主張番号】LU92783

(32)【優先日】2015年7月22日

(33)【優先権主張国】LU

(73)【特許権者】

【識別番号】518008275

【氏名又は名称】ルクセンブルク インスティトゥート オブ サイエンス アンド テクノロジー（リスト）

(74)【代理人】

【識別番号】100091683

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179316

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 寛奈

(72)【発明者】

【氏名】コーン，ガエル

(72)【発明者】

【氏名】レノーブル，ダミアン

(72)【発明者】

【氏名】トマン，ジャン−セバスチャン

【審査官】 廣野 知子

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１７７９３４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／００７９６０６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２５４８９０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−１３３０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２５４８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２０２５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５１２４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 CAUDA Valentina ET al.，J.AM.CHEM.SOC.，米国，２００９年，Vol.131,No.32，p.11361-11370

【文献】 ZHANG Xueao ET al.，J.Am.Ceram.Soc.，２００７年，Vol.90,No.3，p.965-968

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０１Ｂ ３３／２０−３９／５４

Ｃ０１Ｂ ３３／００ー３３／１９３

Ａ６１Ｋ ９／００−９／７２

Ａ６１Ｋ ４７／００−４７／６９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

官能化メソポーラスシリカナノ粒子の合成方法であって、前記方法は、下記の
ａ）シリカ前駆体、界面活性剤及び縮合剤を溶媒中で縮合させ、非凝集メソポーラスシリカナノ粒子を合成する工程；
ｂ）オルガノトリエトキシシランを添加し、非凝集メソポーラスシリカナノ粒子を官能化する工程；
ｃ）前記界面活性剤を除去する工程；
を含み、前記シリカ前駆体に対する前記オルガノトリエトキシシランの部分が５〜１５％であることを特徴とする方法。

【請求項2】

前記部分は、８〜１２％であることを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記部分は、１０％であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記シリカ前駆体はテトラエチルオルトシリケートであり、前記界面活性剤はセチルトリメチルアンモニウムクロライドであり、前記縮合剤はトリエタノールアミンであり、及び／または前記オルガノトリエトキシシランは（３−アミノプロピル）トリエトキシシランであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記シリカ前駆体一当量に対する縮合剤の当量数は、１．７〜２．３であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記シリカ前駆体一当量に対する縮合剤の当量数は、２．０であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記シリカ前駆体一当量に対する界面活性剤の当量数は、０．２３〜０．２９であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記シリカ前駆体一当量に対する界面活性剤の当量数は、０．２６であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記オルガノトリエトキシシランは、１０〜３０分の間で添加されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

前記界面活性剤を除去する前記工程は、透析プロセスと塩酸中での抽出の組み合わせであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

前記透析プロセスは五回繰り返されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記溶媒は水及びエタノールの混合物であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

前記シリカ前駆体の一当量に対する水の当量数は、１００〜１３４または２１７〜２５１であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記シリカ前駆体の一当量に対する水の当量数は、１１７．３５または２３４．７であることを特徴とする請求項１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項15】

前記シリカ前駆体の一当量に対するエタノールの当量数は、２〜８または９〜１４であることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

前記シリカ前駆体の一当量に対するエタノールの当量数は、５．８８または１１．７６であることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項17】

前記メソポーラスシリカナノ粒子は、支持脂質二重層内に組み込まれるように適合されていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カプセル化及び材料の送達のためのナノベクターとして使用されるように適合されたメソポーラスシリカナノ材料の合成の分野に関する。

【背景技術】

【0002】

メソポーラスシリカナノ材料は、薬物送達、治療イメージング、及び診断などの様々な生物医学的用途を可能にする。 この文脈において、メソポーラスシリカナノ材料（ＭＮＳＰ）は、薬物送達用途のためのベクターとして広く研究されている。

【0003】

メソポーラスシリカマイクロまたはナノ粒子は、一般的に、テンプレート支援ゾル− ゲル法を用いて合成される。

【0004】

これらのＭＳＮＰの周りに様々な構造、例えば支持脂質二重層（ＳＬＢ）を結合させるために、ＭＳＮＰの外表面上にある反応性部分でＭＳＮＰを官能化することができ、続いてさらなる官能化を可能にする。

【0005】

様々な方法の中で、非特許文献１は、ＭＳＮＰ、特に官能化されたＭＳＮＰの自己集合を報告している。 自己集合は、シリカ種の縮合速度を遅くすることになる、ポリアルコールを含有するアルカリ性水媒体中で、構造指向剤として使用される界面活性剤、シリカ前駆体、及びナノ粒子の外面上に機能性部分を提供するオルガノトリエトキシシランを混合することによって提供される。

【0006】

界面活性剤は、セチルトリメチルアンモニウムクロライド（ＣＴＡＣｌ）である。

【0007】

シリカ前駆体は、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）である。

【0008】

オルガノトリエトキシシランは、３−アミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ）である。 それは、また、例えば、フェニルトリエトキシシラン（ＰＴＥＳ）であることも可能である。

【0009】

ポリアルコールは、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）である。

【0010】

Ｂｅｉｎの研究グループによって提供されるプロトコルは、官能化されたＭＳＮＰの自己集合を提供するために、前記の試薬の全ての同時縮合を必要とする。

【0011】

従って、水中のＴＥＯＳ、ＣＴＡＣｌ、ＴＥＡの第一の混合物が調製され、ＴＥＯＳ及びオルガノトリエトキシシランの混合物と共縮合される。ＴＥＯＳ及びオルガノトリエトキシシランを含む第二の混合物は、常にシラン１８５μｍｏｌ、すなわちＭＳＮＰの調製に関与するシランの総量の２％を含有していた。

【0012】

第二の混合物は、ナノ粒子の成長に応じて、異なる時間に第一の混合物に添加することが可能である。

【0013】

この上記の共縮合原理及びそのような比を使用することにより、非凝集官能化ＭＳＮＰが得られた。しかしながら、官能化された収率、すなわちナノ粒子の外面に組み込まれたオルガノトリエトキシシランの収率は、オルガノトリエトキシシランの出発濃度に依存し、常にＭＳＮＰの製造に関与するシランの総量２％未満である。

【0014】

アミノ基を有するナノ粒子の官能化の収率（続いて、オルガノトリエトキシシランとしてＡＰＴＥＳを使用する）は、ζ電位測定を使用して報告された。

【0015】

ｐＨ６で１０または３０分の粒子成長後に実施されたζ電位実験は、０〜５ｍＶのζ電位を示す。より酸性のｐＨ値では、ζ電位は論理的に増加する（粒子成長の３０分後に、ｐＨ４で１０ｍＶまで、及びｐＨ２で２５ｍＶ以上まで）。

【0016】

共縮合経路が実施されない時、すなわちオルガノトリエトキシシラン（ＭＳＮＰの調製に関与するシランの総量の２％に等しい濃度で）を直接（ＴＥＯＳとの縮合なしで）添加した時、得られた最終ナノ粒子 は（ＡＰＴＥＳが使用された場合には）凝集されたか、または（ＰＴＥＳが使用された場合には）非官能化されたかのいずれかである。

【0017】

これらの結果は、オルガノトリエトキシシランをこの濃度で使用すると、形成中のナノ粒子の細孔及びチャネルが閉塞されることを示唆している。 しかしながら、予め共縮合を行うと、オルガノトリエトキシシランが加水分解されてオリゴシリケートアニオンが形成され、その後ナノ粒子成長中に構築されたシリカ壁と反応することが可能である。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0018】

【非特許文献1】Ｂｅｉｎ及び共同研究者、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．、２００８、２０、７２０７−７２１４

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0019】

本発明は、技術的問題として、官能基の取り込み収率が増強された非凝集官能化ＭＳＮＰの合成を提供する必要がある。 主要な目的は、それらの官能化ＭＳＮＰが凝集していないという事実を維持することによって、より大きな安定性でＳＬＢを固定することを可能にするために、ＭＳＮＰの外面により多くの官能基を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0020】

本発明は、メソポーラスシリカナノ粒子を自己集合する方法に関する。前記方法は、シリカ前駆体、界面活性剤及び縮合剤を溶媒中で縮合させる工程を含む。次いで、オルガノトリエトキシシランの添加を行う。最後に、前記界面活性剤を除去する工程がある。前記方法は、前記シリカ前駆体に対する前記オルガノトリエトキシシランの部分が５〜１５％である点で注目に値する。

【0021】

本発明の一実施形態によれば、前記シリカ前駆体に対する前記オルガノトリエトキシシランの部分は、６〜１４％、好ましくは７〜１３％、より好ましくは８〜１２％、さらに好ましくは９〜１１％である。

【0022】

一実施形態では、前記シリカ前駆体に対する前記オルガノトリエトキシシランの部分は、１０％である。

【0023】

一実施形態では、前記シリカ前駆体はテトラエチルオルトシリケートであり、前記界面活性剤はセチルトリメチルアンモニウムクロライドであり、前記縮合剤はトリエタノールアミンであり、及び／または前記オルガノトリエトキシシランは（３−アミノプロピル）トリエトキシシランである。

【0024】

一実施形態では、前記シリカ前駆体一当量に対する縮合剤の当量数は、１．６〜２．４、好ましくは１．７〜２．３、より好ましくは１．８〜２．２、さらに好ましくは１．９〜２．１である。

【0025】

一実施形態では、前記シリカ前駆体一当量に対する縮合剤の当量数は、２．０である。

【0026】

一実施形態では、前記シリカ前駆体一当量に対する界面活性剤の当量数は、０．２２〜０．３０、好ましくは０．２３〜０．２９、より好ましくは０．２４〜０．２８、さらに好ましくは０．２５〜０．２７である。

【0027】

一実施形態では、前記シリカ前駆体一当量に対する界面活性剤の当量数は、０．２６である。

【0028】

一実施形態では、前記オルガノトリエトキシシランは、１０〜３０分の間、好ましくは１５〜２５分の間、より好ましくは２０分で添加される。

【0029】

一実施形態では、前記界面活性剤を除去する前記工程は、透析プロセスと塩酸中での抽出の組み合わせである。

【0030】

一実施形態では、前記透析プロセスは五回繰り返される。

【0031】

一実施形態では、前記溶媒はミリＱ水とエタノールとの混合物である。

【0032】

一実施形態では、前記シリカ前駆体の一当量に対するミリＱ水の当量数は、１００〜１３４または２１７〜２５１、好ましくは１０５〜１２９または２２２〜２４６、より好ましくは１１０〜１２４または２２７〜２４１、さらにより好ましくは１１６〜１１８または２３３〜２３５である。

【0033】

一実施形態では、前記シリカ前駆体の一当量に対するミリＱ水の当量数は、１１７．３５または２３４．７である。

【0034】

一実施形態では、前記シリカ前駆体の一当量に対するエタノールの当量数は、２〜８または９〜１４、好ましくは３〜７または１０〜１３、より好ましくは４〜６または１１〜１２である。

【0035】

一実施形態では、前記シリカ前駆体の一当量に対するエタノールの当量数は、５．８８または１１．７６である。

【0036】

一実施形態では、前記メソポーラスシリカナノ粒子は、支持脂質二重層内に組み込まれるように適合されている。

【0037】

本発明はさらに自己集合メソポーラスシリカナノ粒子に関する。前記自己集合メソポーラスシリカナノ粒子は、少なくとも一つのシリカ前駆体及び少なくとも一つのオルガノトリエトキシシランを含む。 前記メソポーラスシリカナノ粒子は、前記シリカ前駆体に対する前記オルガノトリエトキシシランの部分が５〜１５％である点で注目される。

【0038】

一実施形態では、前記シリカ前駆体に対するオルガノトリエトキシシランの部分は、６〜１４％、好ましくは７〜１３％、より好ましくは８〜１２％、さらに好ましくは９〜１１％である。

【0039】

一実施形態では、前記シリカ前駆体に対するオルガノトリエトキシシランの部分は、１０％である。

【0040】

一実施形態では、前記シリカ前駆体はテトラエチルオルトシリケートであり、及び／または前記オルガノトリエトキシシランは（３−アミノプロピル）トリエトキシシランである。

【0041】

一実施形態では、前記メソポーラスシリカナノ粒子は、支持脂質二重層内に組み込まれる。

【0042】

本発明は、非凝集性であり、かつ前記ナノ粒子の外面上に高レベルの官能化を有する官能化メソポーラスシリカナノ粒子の合成を可能にする点で特に興味深い。これらのタイプの高度に安定したナノ粒子は、負に帯電した支持脂質二重層内に組み込まれるのに適しており、したがって、対象（例えば、薬物、活性部分など）のカプセル化にさらに適している。 薬物送達、治療的イメージング及び診断などの生物医学的用途を想定することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0043】

【図1】図１はＭＳＮＰのＳＥＭ（走査電子顕微鏡）画像であり、そのサイズは５３±６ｎｍ（５０カウント、スケールバー＝５０ｎｍ）である。

【図2】図２はＭＳＮＰのＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）画像であり、そのサイズは５３±６ｎｍ（スケールバー＝５０ｎｍ）である。第二の実施態様による熱装置の概略図である。

【図3】図３はＭＳＮＰのＳＥＭ画像であり、そのサイズは３５±６ｎｍ（５０カウント、スケールバー＝３５ｎｍ）である。

【図4】図４はＭＳＮＰのＴＥＭ画像であり、そのサイズは３５±６ｎｍ（スケールバー＝３５ｎｍ）である。

【図5】図５はＭＳＮＰのＮＴＡ（ナノトラッキング分析）であり、そのサイズは３５±６ｎｍ（スケールバー＝３５ｎｍ）である。

【図6】図６はＭＳＮＰ^＋のＳＥＭ画像であり、そのサイズは５０．９±３．６ｎｍ（５０カウント、スケールバー＝５０ｎｍ）である。

【図7】図７はＭＳＮＰ^＋のＴＥＭ画像であり、そのサイズは５０．９±３．６ｎｍ（スケールバー＝５０ｎｍ）である。

【図8】図８はＭＳＮＰ^＋のＳＥＭ画像であり、そのサイズは３６．５±５ｎｍ（５０カウント、スケールバー＝１００ｎｍ）である。

【図9】図９はＭＳＮＰ^＋のＮＴＡ分析であり、そのサイズは３６．５±５ｎｍである。

【図10】図１０はＣＴＡＣｌテンプレートの存在及びナノ粒子間の凝集を示すＭＳＮＰの硝酸アンモニウム抽出での精製のＳＥＭ画像（スケールバー＝２００ｎｍ）である。

【図11】図１１は酸透析プロセス後のＭＳＮＰのＳＥＭ画像（スケールバー＝２００ｎｍ）である。

【図12】図１２は全抽出後の水中に分散したＭＳＮＰのＳＥＭ画像（スケールバー＝２００ｎｍ）である。

【図13】図１３は酸透析プロセス前後、及び酸性溶液中での超音波によるテンプレートの全抽出後のＭＳＮＰ^＋の拡散反射ＩＲフーリエ変換（ＤＲＩＦＴ）スペクトルを示している。

【図14】図１４はＢａｒｒｅｔ−Ｊｏｙｎｅｒ−Ｈａｌｅｎｄａモデル決定に使用されるＭＳＮＰの窒素吸収を示している。

【図15】図１５はＭＳＮＰの容積中の細孔径分布を示している。

【図16】図１６は全抽出後のＭＳＮＰ及びＭＳＮＰ＋のＸＲＤパターンを示している。

【図17】図１７は水中のＭａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（ｐＨ５．５）で測定されたＭＳＮＰ及びＭＳＮＰ^＋のζ電位表である。

【図18】図１８はミリＱ水中でのＭＮＳＰのＮＴＡ分析を示している。

【図19】図１９はミリＱ水中でのＭＮＳＰ^＋のＮＴＡ分析を示している。

【発明を実施するための形態】

【0044】

メソポーラス構造の自己集合は、シリカ前駆体としてテトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、細孔テンプレートとして界面活性剤セチルトリメチルアンモニウムクロライド溶液（ＣＴＡＣＩ）、及び縮合剤としてトリエタノールアミン（ＴＥＡ）を用いた放射状成長によって実現された。

【0045】

この合成によって、ＴＥＭ及びＳＥＭ写真（図１及び２）によって示されるように、約５４ｎｍの乾燥サイズを有する非凝集ＭＳＮＰが形成された。

【0046】

より小さいＭＳＮＰは、血液脳関門などの生物学的障壁を横断するための視点で潜在的な関心を有する。この目的のために、２つの試薬を希釈して、約３５ｎｍのサイズの粒子を得ることによってＭＳＮＰのサイズを減少させた。 反応物質の濃度が減少すると、シリカ核の縮合が遅くなり、それが、これらのＭＳＮＰのサイズの減少を説明することができる（図３及び図４）。

【0047】

流体力学的サイズの研究中に、Ｎａｎｏ Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｎａｌｙｓｉｓ（ＮＴＡ）（図５）を使用することによって、３５ｎｍのＭＳＮＰの少なくはあるが依然として有意な粒子内凝集が観察された。３５ｎｍのＭＳＮＰは、それらのサイズが小さいため、５５ｎｍのものよりも水中で凝集する傾向がある。

【0048】

アミノ部分を有するＭＳＮＰの官能化は、正に荷電したナノ粒子を提供する。 これらの正に荷電したナノ粒子（ＭＳＮＰ^＋）は、負に荷電した支持脂質二重層などの負に荷電した構造に取り込まれるために使用される。

【0049】

高濃度のアミノ部分は、負に荷電した支持脂質二重層及びＭＳＮＰ^＋間の静電相互作用を強化することが期待される。 このようなアミノコーティングを達成するために、ＭＳＮＰ５５及び３５ｎｍ合成の開始の２０分後に（３−アミノプロピル）トリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ）を添加した。 孔を覆うテンプレートＣＴＡＣｌの存在により、このプロセスは、内側面の前に外側ナノ粒子表面を官能化することを可能にする。しかしながら、ＡＰＴＥＳのナノ粒子内部への拡散のために内面の官能化を排除することは不可能である。

【0050】

ＭＳＮＰ^＋（５５ｎｍ）のサイズは、ＳＥＭ及びＴＥＭ分析によって可視化されている（図６及び図７）。

【0051】

官能化されていないＭＳＮＰと比較して、サイズのわずかな増加が観察される。 ３５ｎｍのＭＳＮＰについても同様のアミノコーティングプロセスが開発された。 ＭＳＮＰ^＋（３５ｎｍ）のＳＥＭ特性を図８に示す。これらの粒子の乾燥サイズは、３５ｎｍの非官能化ＭＳＮＰと比較して有意に変化しない。 それにもかかわらず、水中では、ＭＳＮＰ^＋（３５ｎｍ））は、図９に示すＮＴＡ分析に示されるように、ＭＳＮＰ（３５ｎｍ）よりも凝集する傾向がある。

【0052】

ＭＳＮＰ^＋及びＭＳＮＰ内のテンプレートを除去するために、いくつかの抽出方法を試験した。酸性条件及びイオン性競合に基づくテンプレート抽出は、テンプレート焼成と比較して粒子凝集を減少させることが記載されている。 エタノール／ ＨＣｌ抽出、酸透析または硝酸アンモニウム抽出のいずれかに基づくいくつかの方法は既に公開されている。

【0053】

しかしながら、我々のＮＰにこれらの方法を適用すると、ＳＥＭ分析によって示すように（図１０及び１１）、テンプレートを完全に除去することができない。

【0054】

酸透析及びエタノール／ ＨＣｌ中の抽出の成功した組み合わせは、全抽出後に水中に分散したＭＳＮＰのＳＥＭ写真を示す図１２に表示するように非常に効率的であった。

【0055】

ＭＳＮＰ^＋（５５ｎｍ）試料について実施したフーリエ変換赤外分光法（ＦＴＩＲ）は、これらの観察を確認した（図１３）。 ２８３０〜２９７０ｃｍ^−１のＣ−Ｈ伸縮振動及びＣＴＡＣＩテンプレートのＣ−Ｈ屈曲振動１４７０ｃｍ^−１は、全ＭＳＮＰ^＋抽出後に消失していた。 テンプレートが除去されると、１６３０ｃｍ^−１での水の曲げピークが、ＭＳＮＰ^＋の表面上の親水性シラノール官能基の存在のために増加した。残留界面活性剤を除去する可能性は、ＡＰＴＥＳ官能化によってＭＳＮＰ^＋の細孔が覆われていないことを実証している。さらに、ＭＳＮＰ^＋のＳＥＭ及びＴＥＭ写真は、これらの構造の明確な多孔性を示した（図６及び７）。

【0056】

ＭＳＮＰの比表面積及び細孔径は、Ｂｒｕｎａｕｅｒ、Ｅｍｍｅｔｔ、及びＴｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）測定によって測定された。Ｂａｒｒｅｔｔ−Ｊｏｙｎｅｒ−Ｈａｌｅｎｄａモデルは、９３５．５ｍ^２／ｇの高い表面積（図１４）、及び約２．８ｎｍの孔径分布（図１５）を計算した。

【0057】

ＮＰ構造の結晶学的知見を得るために、Ｘ線回折（ＸＲＤ）分析を実施した。 図１６に示す広いピークは１．９°に中心があり、蠕虫様構造に起因する可能性がある。 Ｂｒａｇｇ方程式を用いて計算された細孔径は約２．９ｎｍであり、これはＢＥＴ理論から計算された値と同様である。

【0058】

ＭＳＮＰ及びＭＳＮＰ^＋のζ-電位を、異なる培地：ミリＱ水及びＨＥＰＥＳ緩衝液で調べた（図１７）。 これらの測定は、分析前に濾過またはサイズ排除を実施せずに行った。サイズはＮＴＡを使用して測定され、ζ電位はＭａｌｖｅｒｎ Ｎａｎｏ Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ（登録商標）を使用して測定された。 ミリＱ水では、ｐＨ値５．８で、ＭＳＮＰ^＋は＋２６．４７ｍＶの電荷を有する。Ｂｅｉｎの研究グループによって得られた結果と比較して、同様のｐＨ値について、本発明のＭＳＮＰ^＋のζ電位は、有意に高い。 実際、ｐＨ値６．０で、Ｂｅｉｎのナノ粒子のζ電位は０ｍＶ〜５ｍＶである。これは、本発明によるプロトコルに従うとき、オルガノトリエトキシシラン、すなわち（３−アミノプロピル）トリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ）によるＭＳＮＰの官能化が、そのＭＳＮＰ^＋、すなわち、その外面に反応性有機基を有するナノ粒子をもたらすことが、より有効な方法で進行することを明確に示している。

【0059】

さらなる結果（図示せず）は、ｐＨ値４．０で、ζ電位測定値がＭＳＮＰ^＋に＋３７ｍＶの電荷を示すことを表示している。水中のＭＳＮＰ^＋のサイズは約９９ｎｍであり（図１９）、 水中のＭＳＮＰのサイズは約６８ｎｍである（図１８）。

【0060】

実験セクション
ナノ粒子の合成
化学物質
セチルトリメチルアンモニウムクロライド（ＣＴＡＣｌ）、ＴＥＡ：トリエタノールアミン、テトラオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、（３−アミノプロピル）トリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ）はＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏ.から購入した。酢酸アンモニウム及びメタノールはＢｉｏｓｏｌｖｅから購入した。

【0061】

５５ｎｍメソポーラスシリカナノ粒子（ＭＳＮＰ５５ｎｍ）の合成。
Ｒａｄｉｅｙｓ Ｔｅｃｈ（登録商標）カルーセル中で、アルゴン雰囲気下で１０分間攪拌することにより、１３．７５ｍＬ（７６２．８ｍｍｏｌ）のミリＱ水、２．２３ｍＬ（３８．２ｍｍｏｌ）の無水エタノール及び２．２３ｍＬ（１．６９ｍｍｏｌ）の２５％ＣＴＡＣｌを混合することによって、原液を調製した 。次に、ＴＥＡ（１．７８ｍＬ； １３．３７ｍｍｏｌ）を添加し、完全に溶解するまで原液と混合した。原液を６０℃で加熱し、次にＴＥＯＳ（１．４５４ｍＬ； ６．５ｍｍｏｌ）を２〜３分間かけて滴下した。 反応物をアルゴン雰囲気下で２時間撹拌した。 この反応のモル比は、ＴＥＯＳ／ＣＴＡＣｌ／ＴＥＡ／Ｈ_２Ｏ／ＥｔＯＨ １／０．２６／ ２／１ １７．３５／５．８８である。
形成されたメソポーラスシリカナノ粒子は、ワームホール型マトリックスを呈する。

【0062】

３５ｎｍメソポーラスシリカナノ粒子（ＭＳＮＰ５５ｎｍ）の合成。
この反応の間、試薬混合物を二倍に希釈した。Ｒａｄｉｅｙｓ Ｔｅｃｈ（登録商標）カルーセル中で、アルゴン雰囲気下で１０分間、２７．５ｍＬ（１．５２ｍｏｌ）のミリＱ水、４．４６ｍＬ（７６．４ｍｍｏｌ）の無水エタノール及び２．２３ｍＬ（１．６９ｍｍｏｌ）の２５％ＣＴＡＣｌを混合することによって、原液を調製した 。次に、ＴＥＡ（１．７８ｍＬ； １３．３７ｍｍｏｌ）を添加し、完全に溶解するまで原液と混合した。原液を６０℃で加熱し、次に、モル比、ＴＥＯＳ／ＣＴＡＣｌ／ＴＥＡ／Ｈ_２Ｏ／ＥｔＯＨ １／０．２６／ ２／２３４．７／１１．７６で、ＭＮＳＰ５５ｎｍと同一の合成プロセスを適用した。
形成されたメソポーラスシリカナノ粒子は、ワームホール型マトリックスを呈する。

【0063】

正に荷電したメソポーラスシリカナノ粒子の合成（ＭＳＮＰ^＋）。
ＭＳＮＰ５５ｎｍ反応の２０分後、ＡＰＴＥＳ１５０μｌ（０．６４ｍｍｏｌ）を溶液の内部に添加した。 反応物をアルゴン雰囲気下で２時間撹拌した。この反応物のモル比は、ＴＥＯＳ／ＣＴＡＣｌ／ＴＥＡ／Ｈ_２Ｏ／ＥｔＯＨ／ＡＰＴＥＳ １／０．２６／ ２／１１７．３５／５．８８／０．１である。

【0064】

テンプレート抽出
テンプレート抽出は、透析法と塩酸洗浄とを組み合わせて実施した。 透析法では、５０ｍＬのメソポーラスシリカナノ粒子を、セルロース（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈ Ｃｕｔ Ｏｆｆ＝１５０００Ｄａ、Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｌａｂｓ）からなる透析膜に移した。ナノ粒子を、３Ｍ酢酸及びエタノール（１：１）を含む混合物１Ｌに対して２４時間、洗浄して、ナノ粒子細孔の中からＣＴＡＣｌを除去した。このプロセスを５回繰り返した。 残留界面活性剤を除去するために、ＮＰをＨＣｌ／エタノール（１００ｍＬのＥｔＯＨ中の２５ｍＬの濃縮ＨＣｌ）溶液中で洗浄し、続いて、Ｂｅｃｋｍａｎ ＴＭ Ａｌｌｅｇｒａ（登録商標）６４Ｒによって４５０００ｇでの２０分間の遠心分離を実施した。ＮＰを超音波処理下で２時間、抽出溶液中で５回洗浄した。 そして最後に水洗いを一回行った。

【0065】

ナノ粒子の特性評価
ＸＲＤ分析
ＭＳＮＰ及びＭＳＮＰ^＋試料を凍結乾燥によって乾燥させ、１００ｍｇの粉末を得た。シリカナノ材料は、Ｂｒｕｋｅｒ Ｄ８ Ｄｉｓｃｏｖｅｒ（登録商標）ＨＲ ＸＲＤのＸ線回折（ＸＲＤ）によって特徴付けられた。細孔径はＢｒａｇｇの法則ｎλ＝２ｄ ｓｉｎ θ（１）により計算した。但し、ｎは回折次数（ｎ＝ １）、λは回折波長（すなわち銅Ｘ線源、λＣｏｐｐｅｒ =１．５４）、ｄは原子格子面間の格子間隔、θは入射ビーム及び散乱面間の角度である。

【0066】

ＢＥＴ実験
ＭＳＮＰ及びＭＳＮＰ^＋試料を凍結乾燥によって蒸発させて１００ｍｇの粉末を得た。 ＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ）比表面積（ＳＢＥＴ）、比細孔容積（Ｖｐ）及び細孔径（Ｄｐ）を含むテクスチャ特性を、ＡＳＡＰ ２０１０マイクロメトリクス装置を用いて収集した低温Ｎ_２吸着−脱着測定から決定した。 分析前に、静圧が６．６×１０^−４Ｐａ未満になるまで１５０℃で、真空下で試料を脱ガスした。比表面積は、ＢＥＴ方程式を使用し、物理的に吸着されたＮ_２分子（０．１６２０ｎｍ ^２）の断面積を考慮に入れて、Ｎ_２収着等温線から計算した。細孔直径及び細孔径分布は、Ｂａｒｒｅｔ−Ｊｏｙｎｅｒ−Ｈａｌｅｎｄａ（ＢＪＨ）法を用いて等温線の脱着分岐線から計算した。

【0067】

ＤＬＳ分析
Ｍａｌｖｅｒｎ Ｎａｎｏ Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ（登録商標）は、動的光散乱サイズ（ＤＬＳ）を使用してＮＰのサイズとζ電位を測定する。 分析は各試料について０．１ｍｇ / ｍＬで行った。

【0068】

ＮＴＡ分析
ナノ粒子追跡分析（ＮＴＡ）は、ブラウン運動の速度を粒子サイズに関連付ける光散乱法を用いた。この方法は、液体中のＮＰの直接的及びリアルタイムの可視化及び分析を可能にする。ＮＴＡ測定中、ＮＰは集束レーザビームによって照射され、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラのイメージセンサ上で顕微鏡内の個々の粒子によって散乱された光によって分析される。カメラは、溶液中の粒子のフレームを可視化し、記録する。 ＮＴＡソフトウェアは、ブラウン運動下で移動する粒子を識別し、個々に追跡する。この測定は、Ｓｔｏｋｅｓ−Ｅｉｎｓｔｅｉｎ方程式を用いて粒子サイズを計算するために、液体の温度及び粘度を使用する。Ｎａｎｏｓｉｇｈｔ（登録商標）は、３０〜１μｍのサイズ範囲の粒子を分析する。分析のために試料を０．０１ｍｇ / ｍＬに希釈した。

【0069】

ＦＴ-ＩＲ分光法
各試料を１．５：１００の重量比でＫＢｒと混合した。試料を２分間粉砕し、次いで４５０ｋｇ．ｃｍ^-３下でプレスしてペレットにした。 スペクトルは、減衰全反射（ＡＴＲ）を介してＭＣＴ検出器を備えたＦＴＩＲ Ｂｒｕｋｅｒ ＶＥＲＴＥＸ ７０で行い、ＫＢｒバックグラウンドを差し引く。

【0070】

ナノ粒子の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）分析
各シリカ試料（ＭＳＮＰ^＋及びＭＳＮＰ）の一滴を銅支持体上に堆積させ、３時間乾燥させた。２ｋＶで動作するＦＥＩ ＨＥＬＩＯＳ ＮａｎｏＬａｂ ６５０（登録商標）走査型電子顕微鏡で画像を取得した。

【0071】

ナノ粒子の透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）分析
ＭＳＮＰの関連する分散を保証するために、１５ｎｍの窒化物単分子層を有するＮａｎｏＰｌｕｓＧｒｉｄを分析支持体として使用した。各シリカ試料の１滴をグリッド上に堆積させ、測定前に完全に乾燥させた。ナノ粒子の形状、多孔度及びサイズは、２００ｋＶで動作するＦＥＩ Ｔｅｃｎａｌ（登録商標）透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって特徴付けた。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】