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JP2007084407A - Metal colloid solution and method for producing the same - Google Patents

Metal colloid solution and method for producing the same Download PDF

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JP2007084407A
JP2007084407A JP2005278298A JP2005278298A JP2007084407A JP 2007084407 A JP2007084407 A JP 2007084407A JP 2005278298 A JP2005278298 A JP 2005278298A JP 2005278298 A JP2005278298 A JP 2005278298A JP 2007084407 A JP2007084407 A JP 2007084407A
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metal
metal particles
colloid solution
metal colloid
dispersion medium
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Application number
JP2005278298A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiharu Tanabe
美晴 田辺
Masashi Takei
正史 武居
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Bando Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Bando Chemical Industries Ltd
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Abstract

【課題】 磁気感応性に優れかつ磁気的凝集後も水などの無機の分散媒への再分散性が良好であって、しかも生体物質と非特異的に吸着してその機能を阻害することのない、金属コロイド溶液を提供する。
【解決手段】 金属コロイド溶液は、磁気感応性を備えた例えばマグネタイト、コバルトフェライトまたは亜鉛フェライトなどの金属粒子と、該金属粒子を分散する例えば水などの無機の分散媒とによって構成されている。分散媒のpHは、0.5〜10に調節されている。金属粒子の平均粒径は、10nm〜200nmである。金属粒子の飽和磁化は、70emu/g以上であり、かつ残留磁化は、10Oe以下である。
【選択図】 なし
PROBLEM TO BE SOLVED: To have excellent magnetic sensitivity and redispersibility in an inorganic dispersion medium such as water after magnetic aggregation, and non-specifically adsorbing with biological substances to inhibit its function. No metal colloid solution is provided.
A metal colloid solution is composed of metal particles such as magnetite, cobalt ferrite, or zinc ferrite having magnetic sensitivity, and an inorganic dispersion medium such as water in which the metal particles are dispersed. The pH of the dispersion medium is adjusted to 0.5 to 10. The average particle diameter of the metal particles is 10 nm to 200 nm. The saturation magnetization of the metal particles is 70 emu / g or more, and the residual magnetization is 10 Oe or less.
[Selection figure] None

Description

本発明は、磁気感応性を備えた金属コロイド溶液およびその作製方法に関するものであって、詳細には、生体物質の分離等に用いる吸着剤として用いられたり、各種アッセイおよび診断などに好適に用いられたりする金属コロイド溶液およびその作製方法に関するものである。より詳細には、癌温熱療法(磁性流体ハイパーサーミア:Magnetic Fluid Hyperthermia)、核磁気共鳴造影(MRI:Magnetic Resonance Imaging)、ドラッグデリバリーシステム(DDS)、高機能バイオセンサー、有用物質分離精製システム、高機能ファインケミカル、環境負荷低減システムまたは環境ホルモン物質計測システムなどのシステムに好適に用いられ得る金属コロイド溶液およびその作製方法に関するものである。   The present invention relates to a colloidal metal solution having magnetic sensitivity and a method for producing the same, and more specifically, it is used as an adsorbent used for separation of biological materials, and is preferably used for various assays and diagnosis. The present invention relates to a colloidal metal solution and a method for producing the same. More specifically, cancer hyperthermia (Magnetic Fluid Hyperthermia), Magnetic Resonance Imaging (MRI), Drug Delivery System (DDS), advanced biosensor, useful substance separation and purification system, advanced functionality The present invention relates to a metal colloid solution that can be suitably used in a system such as a fine chemical, an environmental load reduction system, or an environmental hormone substance measurement system, and a method for producing the same.

水を分散媒として用いた金属コロイド溶液では、金属粒子を溶媒中で安定に分散させるために、分散剤として有機物を使用する方法が広く用いられている。例えば、金属コロイド溶液の金属粒子として金または銀などの貴金属を用いる場合、上記有機物としては、油脂、界面活性剤、クエン酸やアルカンチオール系などの有機低分子または高分子などが使用されている。この場合、金属粒子に対する有機物の含有量が数重量%以下であると、安定な金属コロイド溶液を得ることが困難である。   In metal colloid solutions using water as a dispersion medium, a method of using an organic substance as a dispersant is widely used in order to stably disperse metal particles in a solvent. For example, when a noble metal such as gold or silver is used as the metal particles of the metal colloid solution, the organic substance is an oil, a surfactant, an organic low molecule such as citric acid or alkanethiol, or a polymer. . In this case, it is difficult to obtain a stable metal colloid solution when the content of the organic substance with respect to the metal particles is several weight% or less.

また、金属コロイド溶液の金属粒子が、磁気感応性を示す金属によって構成されている場合、磁気によって粒子間で凝集が起こるため、さらに多量の有機物を使用して金属粒子を分散させる必要がある。   In addition, when the metal particles of the metal colloid solution are composed of a metal exhibiting magnetic sensitivity, aggregation occurs between the particles due to magnetism, and thus it is necessary to disperse the metal particles using a larger amount of organic matter.

例えば、磁気による凝集を防ぎ、金属コロイド溶液中の金属粒子の分散性を保持するために有機物を用いる例として、金属粒子表面に不飽和脂肪酸を吸着させた酸化鉄超常磁性体微粒子が使用されている(例えば、特許文献1参照)。また、金属粒子表面に界面活性剤を吸着させた水易分散性超微粒子マグネタイトも使用されている(例えば、特許文献2参照)。また、金属粒子表面にデキストランを吸着させた生体材料標識用磁性微粒子も使用されている(例えば、特許文献3参照)。また、酸化鉄超常磁性体微粒子と当該粒子を被覆している不飽和脂肪酸からなる被覆層との間に、AlまたはSi、若しくはAlおよびSiのいずれかの酸化物或いは水酸化物が存在している酸化鉄超常磁性体微粒子も使用されている(例えば、特許文献4参照)。
特開平3−247514号公報(平成3年(1991)11月5日公開) 特開平2−206694号公報(平成2年(1990)8月16日公開) 特開平6−92640号公報(平成6年(1994)4月5日公開) 特開平5−310429号公報(平成5年(1993)11月22日公開)
For example, as an example of using an organic substance to prevent magnetic aggregation and maintain the dispersibility of metal particles in a metal colloid solution, iron oxide superparamagnetic fine particles having unsaturated fatty acids adsorbed on the metal particle surfaces are used. (For example, refer to Patent Document 1). Further, a water-dispersible ultrafine particle magnetite having a surfactant adsorbed on the surface of metal particles is also used (see, for example, Patent Document 2). In addition, biomaterial labeling magnetic fine particles in which dextran is adsorbed on the surface of metal particles are also used (see, for example, Patent Document 3). Further, between the iron oxide superparamagnetic fine particles and the coating layer made of unsaturated fatty acid covering the particles, there is Al or Si, or any of oxides or hydroxides of Al and Si. Iron oxide superparamagnetic fine particles are also used (see, for example, Patent Document 4).
JP-A-3-247514 (published on November 5, 1991) Japanese Patent Laid-Open No. 2-206694 (published August 16, 1990) JP-A-6-92640 (published April 5, 1994) JP 5-310429 A (published on November 22, 1993)

しかしながら、金属コロイド溶液を生体物質に対して用いた場合、特許文献1および特許文献2に記載の方法では、不飽和脂肪酸や界面活性剤は、標的となる生体物質と非特異的に吸着し、生体物質本来の構造を変性させ、その機能を害する作用がある。そのため、生体物質をターゲットにしている検出、診断または治療の分野においては使用することが困難である。   However, when a metal colloid solution is used for a biological material, in the methods described in Patent Document 1 and Patent Document 2, unsaturated fatty acids and surfactants adsorb nonspecifically to the target biological material, It has the effect of modifying the original structure of biological material and harming its function. Therefore, it is difficult to use in the field of detection, diagnosis or treatment targeting a biological substance.

また、上記特許文献3に記載の方法では、金属粒子表面を覆うデキストラン層が、金属粒子径に対し数十倍もの厚さで存在している。その結果、金属コロイド粒子の粒径が大きくなり、微小な空間での扱いを困難にしている。   In the method described in Patent Document 3, the dextran layer covering the surface of the metal particles is present in a thickness of several tens of times the diameter of the metal particles. As a result, the particle size of the metal colloid particles is increased, making it difficult to handle in a minute space.

また、上記特許文献4に記載の方法では、飽和磁化が50emu/g程度であるため、各種診断、検出または治療において、それらを精度よく実施することは困難である。   Further, in the method described in Patent Document 4, since the saturation magnetization is about 50 emu / g, it is difficult to accurately implement them in various diagnoses, detections, or treatments.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、磁気感応性に優れかつ磁気的凝集後も水などの無機の分散媒への再分散性が良好であって、しかも生体物質と非特異的に吸着してその機能を阻害することのない、金属コロイド溶液およびその作製方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its purpose is excellent in magnetic sensitivity and good redispersibility in an inorganic dispersion medium such as water after magnetic aggregation. Another object of the present invention is to provide a metal colloid solution and a method for producing the same, which do not adsorb non-specifically to biological substances and do not inhibit the function thereof.

本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、磁気感応性を備えた金属粒子に無機の分散媒を添加することによって、有機物を含まずに優れた分散安定性を有する金属コロイド溶液を作製することが可能であることを見出した。本発明の金属コロイド溶液は、磁場を与えた後においても残留磁気による凝集が起こらず、再分散性に優れ、数ヶ月間以上経過した後であっても自然沈降しない、優れた分散安定性を有している。また、本発明の金属コロイド溶液は、例えば酸性調節剤によって分散媒のpHを調節することで粒子同士の凝集を制御することができる。   As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventor has produced a metal colloid solution having excellent dispersion stability without containing organic substances by adding an inorganic dispersion medium to metal particles having magnetic sensitivity. Found that it is possible to do. The colloidal metal solution of the present invention does not aggregate due to residual magnetism even after applying a magnetic field, has excellent redispersibility, and does not settle spontaneously even after several months or more, and has excellent dispersion stability. Have. Moreover, the metal colloid solution of this invention can control aggregation of particle | grains by adjusting the pH of a dispersion medium with an acidic regulator, for example.

即ち、本発明の金属コロイド溶液は、磁気感応性を備えた金属粒子と、該金属粒子を分散する無機の分散媒とによって構成されていることを特徴としている。   That is, the metal colloid solution of the present invention is characterized by being composed of metal particles having magnetic sensitivity and an inorganic dispersion medium in which the metal particles are dispersed.

本発明の金属コロイド溶液では、前記金属粒子は、マグネタイト、コバルトフェライトまたは亜鉛フェライトであることが好ましい。   In the metal colloid solution of the present invention, the metal particles are preferably magnetite, cobalt ferrite, or zinc ferrite.

本発明の金属コロイド溶液では、前記分散媒は、水であることが好ましい。   In the metal colloid solution of the present invention, the dispersion medium is preferably water.

本発明の金属コロイド溶液では、前記水のpHは、0.5〜10であることが好ましい。   In the metal colloid solution of the present invention, the pH of the water is preferably 0.5-10.

本発明の金属コロイド溶液では、前記金属粒子の平均粒径は、10nm〜200nmであることが好ましい。   In the metal colloid solution of the present invention, the metal particles preferably have an average particle size of 10 nm to 200 nm.

本発明の金属コロイド溶液では、前記金属粒子の飽和磁化は、70emu/g以上であり、かつ残留磁化は、10Oe以下であることが好ましい。   In the metal colloid solution of the present invention, the saturation magnetization of the metal particles is preferably 70 emu / g or more, and the residual magnetization is preferably 10 Oe or less.

また、本発明の金属コロイド溶液の作製方法は、磁気感応性を備えた金属粒子を析出させる析出工程と、析出した金属粒子を回収する回収工程と、回収された金属粒子を無機の分散媒に懸濁する懸濁工程と、を含むことを特徴としている。   Further, the method for producing a metal colloid solution of the present invention includes a precipitation step of depositing magnetic particles having magnetic sensitivity, a recovery step of recovering the precipitated metal particles, and using the recovered metal particles as an inorganic dispersion medium. And a suspension step for suspending.

本発明の金属コロイド溶液の作製方法では、前記分散媒は、水であることが好ましい。   In the method for producing a metal colloid solution of the present invention, the dispersion medium is preferably water.

本発明の金属コロイド溶液の作製方法では、前記水のpHは、0.5〜10であることが好ましい。   In the method for producing a metal colloid solution of the present invention, the pH of the water is preferably 0.5-10.

本発明の金属コロイド溶液は、以上のように、磁気感応性を備えた金属粒子と無機の分散媒とによって構成されている。その結果、磁気感応性に優れ、しかも磁気的凝集後も水などの無機の分散媒への再分散性が良好である金属コロイド溶液を提供することを可能にする。また、本発明の金属コロイド溶液は有機物を含まないので、生体物質に対して用いた場合に、生体物質と非特異的に吸着せず、かつ生体物質の機能を阻害しない。   As described above, the metal colloid solution of the present invention is composed of metal particles having magnetic sensitivity and an inorganic dispersion medium. As a result, it is possible to provide a metal colloid solution having excellent magnetic sensitivity and excellent redispersibility in an inorganic dispersion medium such as water after magnetic aggregation. In addition, since the metal colloid solution of the present invention does not contain an organic substance, when used on a biological material, it does not adsorb nonspecifically with the biological material and does not inhibit the function of the biological material.

本発明の一実施形態について図1ないし図3に基づいて説明すれば、以下の通りである。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 as follows.

〔金属コロイド溶液の構成〕
本発明の金属コロイド溶液は、磁気感応性を備えた金属粒子と、当該金属粒子を分散する無機の分散媒とによって構成されている。
[Composition of metal colloid solution]
The metal colloid solution of the present invention is composed of metal particles having magnetic sensitivity and an inorganic dispersion medium in which the metal particles are dispersed.

本明細書中において「磁気感応性」とは、永久磁石によって引き寄せられ得る性質を意味する。つまり、強磁性体と称される物質の特徴であって、一定の磁場を加えることによって磁化が発生し、その後、当該磁化が飽和して飽和磁化となることを意味する。   In the present specification, “magnetic sensitivity” means a property that can be attracted by a permanent magnet. That is, it is a feature of a substance called a ferromagnetic material, which means that magnetization is generated by applying a certain magnetic field, and thereafter, the magnetization is saturated and becomes saturated magnetization.

上記磁気感応性を備えた金属粒子としては、磁気感応性を持つものであればよく、特に限定されるものではない。具体的に、金属粒子は、MFeによって示されるマグネタイト(M=Fe)やコバルトフェライト(M=Co)であることが好ましい。最も好ましくはマグネタイトである。なお、上記金属粒子は、MFeによって示されるマグネタイトやコバルトフェライトを含んでいればよく、γ−Feなどを含んでいても良い。 The metal particles having magnetic sensitivity are not particularly limited as long as they have magnetic sensitivity. Specifically, the metal particles are preferably magnetite (M = Fe) or cobalt ferrite (M = Co) represented by MFe 2 O 4 . Most preferred is magnetite. Incidentally, the metal particles may if it contains magnetite or cobalt ferrite represented by MFe 2 O 4, may include such γ-Fe 2 O 4.

本発明の金属コロイド溶液では、上記無機の分散媒として、水を用いることが好ましい。更に、上記分散媒は、酸性調節剤を加えることによってpHが0.5〜10に調節されていることが好ましい。また、上記pHは、1〜9に調節されることが更に好ましく、7〜8に調節されることが最も好ましい。   In the metal colloid solution of the present invention, water is preferably used as the inorganic dispersion medium. Furthermore, the pH of the dispersion medium is preferably adjusted to 0.5 to 10 by adding an acid adjusting agent. Further, the pH is more preferably adjusted to 1 to 9, and most preferably 7 to 8.

上記酸性調節剤としては、水中にてイオンとして解離し水素イオンを遊離するものであればよく、特に限定されるものではない。具体的には、塩酸、酢酸、硫酸または硝酸を用いることが可能である。   The acid regulator is not particularly limited as long as it is dissociated as ions in water and liberates hydrogen ions. Specifically, hydrochloric acid, acetic acid, sulfuric acid or nitric acid can be used.

本発明の金属コロイド溶液では、上記金属粒子の平均粒径は特に限定されるものではないが、10nm〜200nmであることが好ましい。なお、金属粒子の粒径が10nmよりも小さい金属コロイド溶液も作製することは可能であるが、作製コストの面から実用的であるとはいえない。また、金属粒子の平均粒径が200nmよりも大きい金属コロイド溶液も作製することは可能であるが、この場合、金属コロイド溶液の分散安定性が低下する。上記金属粒子の粒径を測定する方法も特に限定されるものではなく、公知の方法を適宜用いることが可能である。具体的には、動的光散乱法などを用いて測定することが好ましい。   In the metal colloid solution of the present invention, the average particle diameter of the metal particles is not particularly limited, but is preferably 10 nm to 200 nm. Although it is possible to produce a metal colloid solution in which the particle size of the metal particles is smaller than 10 nm, it is not practical from the viewpoint of production cost. Moreover, although it is possible to produce a metal colloid solution having an average particle size of metal particles larger than 200 nm, in this case, the dispersion stability of the metal colloid solution is lowered. The method for measuring the particle size of the metal particles is not particularly limited, and any known method can be used as appropriate. Specifically, it is preferable to measure using a dynamic light scattering method or the like.

本発明の金属コロイド溶液は、上述したように磁気感応性を備えた金属粒子を含む。上記磁気感応性を備えた金属粒子は、飽和磁化および残留磁化という性質を有する。上記飽和磁化の値は特に限定されるものではないが、70emu/g以上であることが好ましい。このとき、上記飽和磁化の値は大きいほどよい。例えば、金属粒子としてマグネタイトを用いた場合、飽和磁化の値の上限値は、約92emu/gである。したがって、金属粒子としてマグネタイトを用いた場合、本発明の金属コロイド溶液の飽和磁化の値は92emu/gに近いほどよい。   The metal colloid solution of the present invention contains metal particles having magnetic sensitivity as described above. The metal particles having the magnetic sensitivity have properties of saturation magnetization and remanent magnetization. The value of the saturation magnetization is not particularly limited, but is preferably 70 emu / g or more. At this time, the value of the saturation magnetization is preferably as large as possible. For example, when magnetite is used as the metal particles, the upper limit value of the saturation magnetization is about 92 emu / g. Therefore, when magnetite is used as the metal particles, the saturation magnetization value of the metal colloid solution of the present invention is preferably as close to 92 emu / g.

また、上記残留磁化の値も特に限定されるものではないが、金属粒子の分散性を向上させるためには、10Oe以下であることが好ましい。上記残留磁化の値は小さいほど良く、0Oeに近いほどよい。なお、上記飽和磁化および残留磁化の測定方法は、公知の方法を適宜用いることが可能である。   The value of the residual magnetization is not particularly limited, but is preferably 10 Oe or less in order to improve the dispersibility of the metal particles. The value of the residual magnetization is preferably as small as possible and closer to 0 Oe. In addition, a well-known method can be used suitably as the measuring method of the said saturation magnetization and residual magnetization.

上述したように、本発明の金属コロイド溶液は、磁気感応性を備えた金属粒子と、当該金属粒子を分散する無機の分散媒とによって構成されている。換言すれば、本発明の金属コロイド溶液は、磁気感応性を備えた金属粒子を分散媒中に安定に分散させるための有機物を備えることがない。ここで「有機物を備える」とは、金属粒子に接触し得る様式で、本発明の金属コロイド溶液が有機物を含むことを意味する。なお、具体的に上記有機物としては、デキストラン、各種界面活性剤および各種不飽和脂肪酸などが含まれる。   As described above, the metal colloid solution of the present invention is composed of metal particles having magnetic sensitivity and an inorganic dispersion medium in which the metal particles are dispersed. In other words, the metal colloid solution of the present invention does not include an organic substance for stably dispersing metal particles having magnetic sensitivity in a dispersion medium. Here, “comprising an organic substance” means that the metal colloid solution of the present invention contains an organic substance in a manner capable of contacting the metal particles. Specifically, the organic substance includes dextran, various surfactants, various unsaturated fatty acids, and the like.

〔金属コロイド溶液の作製方法〕
本発明の金属コロイド溶液は、以下に記載する1)〜4)の工程にしたがって作製することが可能である。
[Method of preparing metal colloid solution]
The metal colloid solution of the present invention can be prepared according to the steps 1) to 4) described below.

1)析出工程
2)回収工程
3)懸濁工程
4)除去工程
以下に、上記1)〜4)の工程に関して説明する。
1) Precipitation step 2) Recovery step 3) Suspension step 4) Removal step The steps 1) to 4) are described below.

<1:析出工程>
析出工程は、磁気感応性を備えた金属粒子を析出させる工程である。その工程として、例えば、上記金属粒子がマグネタイトである場合を例にして説明する。
<1: Precipitation process>
The deposition step is a step of depositing metal particles having magnetic sensitivity. As the process, for example, the case where the metal particles are magnetite will be described as an example.

この工程は、pHがアルカリ性である水にFe3+とFe2+とを加えて攪拌することによって、マグネタイトを析出させる工程である。上記pHは、7よりも大きい値であればよく、特に限定するものではないが、9〜13の範囲内にあることが好ましい。更に上記pHは、11.5〜12.5であることがより好ましい。 This step is a step of depositing magnetite by adding Fe 3+ and Fe 2+ to water having an alkaline pH and stirring. The pH may be a value larger than 7, and is not particularly limited, but is preferably in the range of 9-13. Further, the pH is more preferably 11.5 to 12.5.

また、上記水のpHをアルカリ性にするためのアルカリ性調節剤としては、水のpHをアルカリ性に調節し得るものであればよく、特に限定されるものではない。具体的には、上記アルカリ性調節剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、アンモニア水、炭酸水素アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウムまたは炭酸水素カリウムなどを用いることが可能である。   The alkaline regulator for making the pH of the water alkaline is not particularly limited as long as the pH of the water can be adjusted to alkaline. Specifically, sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, ammonia water, ammonium hydrogen carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, or potassium hydrogen carbonate can be used as the alkaline regulator. It is.

また、上記Fe3+の供給源としては、水に溶解してFe3+を供給し得るものであればよく、特に限定されるものではない。具体的には、塩化鉄(III)六水和物を用いることが可能である。また、これらは単独で用いられてもよく2種類以上が併用されてもよい。 As the supply source of the Fe 3+, it was dissolved in water as long as it can supply Fe 3+, and is not particularly limited. Specifically, iron (III) chloride hexahydrate can be used. Moreover, these may be used independently and 2 or more types may be used together.

上記Fe2+の供給源としては、水に溶解してFe2+を供給し得るものであればよく、特に限定されるものではない。具体的には、塩化鉄(II)四水和物または硫酸鉄(II)七水和物を用いることが可能である。また、これらは単独で用いられてもよく2種類以上が併用されてもよい。 Sources of the Fe 2+, dissolved in water as long as it can supply Fe 2+, but is not particularly limited. Specifically, iron (II) chloride tetrahydrate or iron (II) sulfate heptahydrate can be used. Moreover, these may be used independently and 2 or more types may be used together.

また、水に加えるFe3+およびFe2+のそれぞれの供給源の量は特に限定するものではないが、水中での各々の量が、Fe2+≧Fe3+となるように加えられることが好ましい。 Moreover, the amount of each supply source of Fe 3+ and Fe 2+ added to water is not particularly limited, but it is preferable to add each amount in water so that Fe 2+ ≧ Fe 3+ .

<2:回収工程>
回収工程は、上記1)に記載の工程において析出した金属粒子を回収するための工程である。この工程に用いられる方法としては、金属粒子を回収することが可能な方法であればよく、特に限定されるものではない。具体的には、フィルター濾過法、遠心分離法など公知の方法を用いることが可能である。
<2: Recovery process>
The recovery step is a step for recovering the metal particles precipitated in the step described in 1) above. The method used in this step is not particularly limited as long as it can recover the metal particles. Specifically, a known method such as a filter filtration method or a centrifugal separation method can be used.

フィルター濾過法を用いる場合、そのフィルターは、上記1)に記載の工程において析出した金属粒子の粒子径にあわせて選択されたフィルターであればよく、公知のフィルターを適宜用いることが可能である。   When the filter filtration method is used, the filter may be a filter selected in accordance with the particle diameter of the metal particles deposited in the process described in 1) above, and a known filter can be used as appropriate.

また、遠心分離法を用いる場合、遠心分離の条件は、上記1)に記載の工程において析出した金属粒子を沈殿させることが可能な条件であればよく、特に限定されるものではない。具体的には、3300rpmにて5分間の遠心分離を行うことが好ましい。   Moreover, when using the centrifugation method, the conditions of centrifugation should just be the conditions which can precipitate the metal particle which precipitated in the process of said 1), and are not specifically limited. Specifically, it is preferable to perform centrifugation at 3300 rpm for 5 minutes.

<3:懸濁工程>
懸濁工程は、上記2)に記載の工程において回収された金属粒子に、酸性調節剤によってpHが調節された分散媒を加えた後、懸濁する工程である。
<3: Suspension process>
The suspending step is a step of suspending the metal particles recovered in the step described in 2) above after adding a dispersion medium whose pH is adjusted with an acid regulator.

ここで用いられる酸性調節剤によってpHが調節された分散媒の具体的な組成については、上述したので省略する。   Since the specific composition of the dispersion medium whose pH is adjusted by the acid regulator used here has been described above, the description thereof will be omitted.

分散媒を加えた後の当該分散媒中の上記金属粒子の濃度は、当該金属粒子が安定して分散し得る濃度であればよく、特に限定されるものではないが、例えば、当該金属粒子を希土類磁石等を用いて引き寄せた場合に容易に引き寄せることができ、かつ希土類磁石を離した場合に容易に再懸濁し得るような濃度であることが好ましい。   The concentration of the metal particles in the dispersion medium after adding the dispersion medium is not particularly limited as long as the metal particles can be stably dispersed. For example, the metal particles It is preferable that the concentration be such that it can be easily pulled when drawn using a rare earth magnet or the like and can be easily resuspended when the rare earth magnet is released.

また、上記分散媒を上記金属粒子に加える場合、既にpHを調節した分散媒を加えてもよいし、pHが未調節な分散媒を金属粒子に加えた後、そこに酸性調節剤を加えてpHを調節してもよい。分散媒中の金属粒子の濃度調節を容易に行うためには、既にpHを調節した分散媒を金属粒子に加えることが好ましい。   In addition, when the dispersion medium is added to the metal particles, a dispersion medium whose pH has already been adjusted may be added, or after adding a dispersion medium whose pH has not been adjusted to the metal particles, an acid regulator is added thereto. The pH may be adjusted. In order to easily adjust the concentration of the metal particles in the dispersion medium, it is preferable to add a dispersion medium whose pH has already been adjusted to the metal particles.

次いで、この工程では、金属粒子を分散媒中に再懸濁させる。再懸濁させる方法は特に限定されるものではなく、公知の方法を適宜用いることが可能である。具体的には、超音波処理などによって再懸濁することが可能である。   In this step, the metal particles are then resuspended in the dispersion medium. The method of resuspension is not particularly limited, and a known method can be appropriately used. Specifically, it can be resuspended by ultrasonic treatment or the like.

<4:除去工程>
除去工程は、上記3)に記載の工程で再懸濁されなかった金属粒子を除去する工程である。したがって、上記3)に記載の工程にて、金属粒子が十分に懸濁される場合には、この工程は省略することも可能である。この工程に用いる方法としては、再懸濁されなかった金属粒子を除去することが可能な方法であればよく、特に限定されるものではないが、フィルター濾過法、遠心分離法など公知の方法を用いることが可能である。
<4: Removal step>
The removal step is a step of removing the metal particles that have not been resuspended in the step described in 3) above. Therefore, in the step described in 3) above, when the metal particles are sufficiently suspended, this step can be omitted. The method used in this step is not particularly limited as long as it is a method capable of removing the metal particles that have not been resuspended, and known methods such as filter filtration and centrifugation are used. It is possible to use.

フィルター濾過法を用いる場合、そのフィルターは、再懸濁された金属粒子は通過させるが、再懸濁されなかった金属粒子は通過させない程度の目開きを有するフィルターを選択すればよい。このようなフィルターとしては、公知のフィルターを適宜用いることが可能である。そして、上記フィルターを通過させることによって本発明の金属コロイド溶液が得られる。   When the filter filtration method is used, a filter having an opening enough to pass the resuspended metal particles but not the resuspended metal particles may be selected. As such a filter, a known filter can be appropriately used. And the metal colloid solution of this invention is obtained by allowing the said filter to pass through.

また、遠心分離法を用いる場合、遠心分離の条件は、再懸濁された金属粒子は沈殿しないが、再懸濁されなかった金属粒子は沈殿するような条件を選択すればよい。具体的には、3300rpmにて5分間の遠心分離を行うことが好ましい。そして、沈殿物を除くことによって、本発明の金属コロイド溶液が得られる。   When the centrifugation method is used, the conditions for the centrifugation may be selected such that the resuspended metal particles are not precipitated, but the resuspended metal particles are precipitated. Specifically, it is preferable to perform centrifugation at 3300 rpm for 5 minutes. And the metal colloid solution of this invention is obtained by remove | excluding a deposit.

なお、発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態様および以下の実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、当業者は、本発明の精神および添付の特許請求の範囲内で変更して実施することができる。   It should be noted that the specific embodiments and the following examples made in the section of the best mode for carrying out the invention are intended to clarify the technical contents of the present invention, and to such specific examples. It is not to be construed as limiting in any way whatsoever, and those skilled in the art can implement the invention within the spirit of the invention and the scope of the appended claims.

また、本明細書中に記載された学術文献および特許文献の全てが、本明細書中において参考として援用される。   Moreover, all the academic literatures and patent literatures described in this specification are incorporated herein by reference.

〔実施例1〕
pHが11.8である水100mlに、塩化鉄(III)六水和物1.1gと塩化鉄(II)四水和物0.78gとを溶かした水溶液50mlを加えて攪拌した。析出した黒色物を3300rpmにて5分間の遠心分離を行った後、上澄みを捨て、沈降物を回収した。次に、pH=1.1の塩酸水溶液を加えて振り混ぜ、超音波処理を行った後、3300rpmにて5分間の遠心分離を行った。その後、上澄みの黒褐色分散液を回収することによって金属コロイド溶液を得た。
[Example 1]
To 100 ml of water having a pH of 11.8, 50 ml of an aqueous solution in which 1.1 g of iron (III) chloride hexahydrate and 0.78 g of iron (II) chloride tetrahydrate were dissolved was added and stirred. The precipitated black product was centrifuged at 3300 rpm for 5 minutes, and then the supernatant was discarded and the sediment was collected. Next, an aqueous hydrochloric acid solution having pH = 1.1 was added, shaken and sonicated, and then centrifuged at 3300 rpm for 5 minutes. Thereafter, a colloidal metal solution was obtained by collecting the supernatant black-brown dispersion.

〔実施例2〕
pHが11.8である水100mlに、塩化鉄(III)六水和物1.1gと塩化鉄(II)四水和物0.78gとを溶かした水溶液50mlを加えて攪拌した。析出した黒色物を3300rpmにて5分間の遠心分離を行った後、上澄みを捨て、沈降物を回収した。次に、pH=7〜8の水を加えて振り混ぜ、超音波処理を行った後、3300rpmにて5分間の遠心分離を行った。その後、上澄みの黒褐色分散液を回収することによって金属コロイド溶液を得た。
[Example 2]
To 100 ml of water having a pH of 11.8, 50 ml of an aqueous solution in which 1.1 g of iron (III) chloride hexahydrate and 0.78 g of iron (II) chloride tetrahydrate were dissolved was added and stirred. The precipitated black product was centrifuged at 3300 rpm for 5 minutes, and then the supernatant was discarded and the sediment was collected. Next, water of pH = 7-8 was added and shaken and sonicated, and then centrifuged at 3300 rpm for 5 minutes. Thereafter, a colloidal metal solution was obtained by collecting the supernatant black-brown dispersion.

〔実施例3〕
pHが11.8である水100mlに、塩化鉄(III)六水和物1.1gと塩化鉄(II)四水和物0.78gとを溶かした水溶液50mlを加えて攪拌した。析出した黒色物を3300rpmにて5分間の遠心分離を行った後、上澄みを捨て、沈降物を回収した。次に、pH=4.0の塩酸水溶液を加えて振り混ぜ、超音波処理を行った後、3300rpmにて5分間の遠心分離を行った。その後、上澄みの黒褐色分散液を回収することによって金属コロイド溶液を得た。
Example 3
To 100 ml of water having a pH of 11.8, 50 ml of an aqueous solution in which 1.1 g of iron (III) chloride hexahydrate and 0.78 g of iron (II) chloride tetrahydrate were dissolved was added and stirred. The precipitated black product was centrifuged at 3300 rpm for 5 minutes, and then the supernatant was discarded and the sediment was collected. Next, an aqueous hydrochloric acid solution having pH = 4.0 was added and shaken and sonicated, and then centrifuged at 3300 rpm for 5 minutes. Thereafter, a colloidal metal solution was obtained by collecting the supernatant black-brown dispersion.

〔実施例4〕
pHが11.8である水100mlに、塩化鉄(III)六水和物1.1gと塩化鉄(II)四水和物0.78gとを溶かした水溶液50mlを加えて攪拌した。析出した黒色物を3300rpmにて5分間の遠心分離を行った後、上澄みを捨て、沈降物を回収した。次に、pH=5.0の塩酸水溶液を加えて振り混ぜ、超音波処理を行った後、3300rpmにて5分間の遠心分離を行った。その後、上澄みの黒褐色分散液を回収することによって金属コロイド溶液を得た。
Example 4
To 100 ml of water having a pH of 11.8, 50 ml of an aqueous solution in which 1.1 g of iron (III) chloride hexahydrate and 0.78 g of iron (II) chloride tetrahydrate were dissolved was added and stirred. The precipitated black product was centrifuged at 3300 rpm for 5 minutes, and then the supernatant was discarded and the sediment was collected. Next, an aqueous hydrochloric acid solution having pH = 5.0 was added, shaken and subjected to ultrasonic treatment, and then centrifuged at 3300 rpm for 5 minutes. Thereafter, a colloidal metal solution was obtained by collecting the supernatant black-brown dispersion.

〔比較例1〕
マグネタイトF(三井金属鉱業株式会社製、SEM粒径:100〜400nm)5gに、pHが1.1である塩酸水溶液50mlを加えて振り混ぜ、10分間超音波処理を行った後、3日間静置した。沈降物をよく振り混ぜ懸濁液とした後、3300rpmにて5分間の遠心分離を行った。しかしながら、上澄みは黄色透明溶液であって、コロイド溶液を得ることはできなかった。また、遠心分離の回転速度を半減しても、コロイド溶液を得ることはできなかった。
[Comparative Example 1]
To 5 g of magnetite F (Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., SEM particle size: 100 to 400 nm), add 50 ml of hydrochloric acid aqueous solution having a pH of 1.1, shake and mix for 10 minutes, and then sonicate for 3 days. I put it. The precipitate was shaken well to obtain a suspension, followed by centrifugation at 3300 rpm for 5 minutes. However, the supernatant was a yellow transparent solution, and a colloidal solution could not be obtained. Further, even if the rotational speed of the centrifugation was reduced by half, a colloidal solution could not be obtained.

〔金属粒子、金属コロイド溶液の評価〕
図1に示すように、上記実施例1および実施例2で得られた金属コロイド溶液を乾燥して得られた黒色固形分(金属粒子)は、X線解析(XRD)の結果、Fe(マグネタイト)であった。また、その有機物含有量は、TG/DTA(熱重量)分析、元素分析結果によると0.1重量%以下であった。また透過型電子顕微鏡(TEM)による測定の結果、金属粒子の粒径は5〜10nmであった。金属粒子の磁気特性を、振動式磁化測定装置(VSM)によって外部磁場を10kOeまでかけて測定した。この結果、図2に示すように、金属粒子は、飽和磁化が70emu/g以上であって、かつ残留磁化がほぼ0Oeである超常磁性微粒子であった。
[Evaluation of metal particles and metal colloid solutions]
As shown in FIG. 1, the black solid content (metal particles) obtained by drying the metal colloid solutions obtained in Example 1 and Example 2 was found to be Fe 3 O as a result of X-ray analysis (XRD). 4 (magnetite). Moreover, the organic matter content was 0.1 wt% or less according to the results of TG / DTA (thermogravimetric) analysis and elemental analysis. Moreover, as a result of measurement by a transmission electron microscope (TEM), the particle size of the metal particles was 5 to 10 nm. The magnetic properties of the metal particles were measured with an oscillating magnetometer (VSM) with an external magnetic field up to 10 kOe. As a result, as shown in FIG. 2, the metal particles were superparamagnetic fine particles having a saturation magnetization of 70 emu / g or more and a residual magnetization of almost 0 Oe.

また、動的光散乱(DLS)測定によって金属粒子の粒径を評価した。その結果、実施例1では、図3(a)に示すように、平均粒径が20〜30nmであり、実施例2では、図3(b)に示すように、平均粒径が100nmであった。また、金属粒子は、希土類磁石を近づけると吸引されて凝集し、希土類磁石を離すと容易に分散した。なお、上記金属コロイド溶液は、いずれも、室温、静置にて半年間以上、安定に存在した。   Moreover, the particle size of the metal particles was evaluated by dynamic light scattering (DLS) measurement. As a result, in Example 1, the average particle diameter was 20 to 30 nm as shown in FIG. 3A, and in Example 2, the average particle diameter was 100 nm as shown in FIG. It was. Further, the metal particles were attracted and aggregated when the rare earth magnet was brought closer, and dispersed easily when the rare earth magnet was released. In addition, all the said metal colloid solutions existed stably for more than half a year at room temperature and stationary.

本発明の金属コロイド溶液およびその作製方法は、癌温熱療法(磁性流体ハイパーサーミア:Magnetic Fluid Hyperthermia)、核磁気共鳴造影(MRI:Magnetic Resonance Imaging)、ドラッグデリバリーシステム(DDS)、高機能バイオセンサー、有用物質分離精製システム、高機能ファインケミカル、環境負荷低減システムまたは環境ホルモン物質計測システムなどに好適に用いることが可能である。   The colloidal metal solution of the present invention and the preparation method thereof are cancer thermotherapy (Magnetic Fluid Hyperthermia), nuclear magnetic resonance imaging (MRI), drug delivery system (DDS), highly functional biosensor, useful It can be suitably used for a substance separation and purification system, a high-performance fine chemical, an environmental load reduction system, an environmental hormone substance measurement system, or the like.

実施例において、金属コロイド溶液を乾燥して得られた黒色固形分のX線解析の結果を示すチャートである。In an Example, it is a chart which shows the result of the X-ray analysis of the black solid content obtained by drying the metal colloid solution. 実施例において、振動式磁化測定装置を用いて測定した金属コロイド溶液の磁気特性の結果を示すチャートである。In an Example, it is a chart which shows the result of the magnetic characteristic of the metal colloid solution measured using the vibration type magnetization measuring apparatus. 実施例において、動的光散乱測定によって求められた金属コロイド溶液の平均粒径の結果を示すチャートである。In an Example, it is a chart which shows the result of the average particle diameter of the metal colloid solution calculated | required by the dynamic light scattering measurement.

Claims (9)

磁気感応性を備えた金属粒子と、該金属粒子を分散する無機の分散媒とによって構成されていることを特徴とする金属コロイド溶液。   A metal colloid solution comprising metal particles having magnetic sensitivity and an inorganic dispersion medium in which the metal particles are dispersed. 前記金属粒子は、マグネタイト、コバルトフェライトまたは亜鉛フェライトであることを特徴とする請求項1に記載の金属コロイド溶液。   The metal colloid solution according to claim 1, wherein the metal particles are magnetite, cobalt ferrite, or zinc ferrite. 前記分散媒は、水であることを特徴とする請求項1または2に記載の金属コロイド溶液。   The metal colloid solution according to claim 1 or 2, wherein the dispersion medium is water. 前記水のpHは、0.5〜10であることを特徴とする請求項3に記載の金属コロイド溶液。   The metal colloid solution according to claim 3, wherein the water has a pH of 0.5 to 10. 前記金属粒子の平均粒径は、10nm〜200nmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の金属コロイド溶液。   The metal colloid solution according to any one of claims 1 to 4, wherein the average particle diameter of the metal particles is 10 nm to 200 nm. 前記金属粒子の飽和磁化は、70emu/g以上であり、かつ残留磁化は、10Oe以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の金属コロイド溶液。   The metal colloid solution according to any one of claims 1 to 5, wherein the saturation magnetization of the metal particles is 70 emu / g or more and the residual magnetization is 10 Oe or less. 磁気感応性を備えた金属粒子を析出させる析出工程と、
析出した金属粒子を回収する回収工程と、
回収された金属粒子を無機の分散媒に懸濁する懸濁工程と、
を含むことを特徴とする金属コロイド溶液の作製方法。
A deposition step of depositing magnetic particles with magnetic sensitivity;
A recovery step of recovering the deposited metal particles;
A suspension step of suspending the recovered metal particles in an inorganic dispersion medium;
A method for producing a metal colloid solution, comprising:
前記分散媒は、水であることを特徴とする請求項7に記載の金属コロイド溶液の作製方法。   The method for producing a metal colloid solution according to claim 7, wherein the dispersion medium is water. 前記水のpHは、0.5〜10であることを特徴とする請求項8に記載の金属コロイド溶液の作製方法。   The method for producing a metal colloid solution according to claim 8, wherein the pH of the water is 0.5 to 10.
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