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公開番号2025035912
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-14
出願番号2023143253
出願日2023-09-04
発明の名称バイオメディカル用途向け量子ドット分散液、その製造方法及び複合量子ドット
出願人日本化学工業株式会社,国立大学法人東京大学
代理人弁理士法人翔和国際特許事務所
主分類C09K 11/08 20060101AFI20250307BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】優れた安定性を有し、量子収率に優れ、かつ毒性の低い、水溶性量子ドットが水に分散しているバイオメディカル用途向け量子ドット分散液、及びバイオメディカル用途向け複合量子ドットを提供すること。
【解決手段】水溶性量子ドット、下記式(1)、(2)、(3)、(4)又は(5)で表されるホスフィン化合物及び水からなるバイオメディカル用途向け量子ドット分散液である。
【化1】
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【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
水溶性量子ドット、下記式（１）、（２）、（３）、（４）又は（５）で表されるホスフィン化合物及び水からなるバイオメディカル用途向け量子ドット分散液。
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（式中、Ｒは、それぞれ独立に、炭素数１～８のヒドロキシアルキル基、アミノアルキル基、メルカプトアルキル基又はシアノアルキル基を表す。）
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
Ｒが炭素数１～５のヒドロキシアルキル基である請求項１に記載のバイオメディカル用途向け量子ドット分散液。
【請求項３】
前記ホスフィン化合物が水溶性量子ドットに近接して配置されている請求項１に記載のバイオメディカル用途向け量子ドット分散液。
【請求項４】
前記水溶性量子ドットが、チオール類、アミン含有チオール類、アミン類、アルコール類、チオール含有アルコール類、ホスホン酸類、カルボン酸類及びチオール含有カルボン酸類から選択される親水性の配位子が量子ドットの表面に配位したものである請求項１に記載のバイオメディカル用途向け量子ドット分散液。
【請求項５】
疎水性量子ドット分散液に親水性の配位子を加え、量子ドットの表面に結合している配位子を親水性の配位子に交換して、水溶性量子ドットを得る配位子交換工程、及び、
前記水溶性量子ドットを水に分散して、水溶性量子ドットの分散液を得る分散工程を有し、
前記水溶性量子ドットの分散液に、前記式（１）、（２）、（３）、（４）又は（５）で表されるホスフィン化合物を添加する請求項１～４のいずれか一項に記載のバイオメディカル用途向け量子ドット分散液の製造方法。
【請求項６】
水溶性量子ドット及び下記式（１）、（２）、（３）、（４）又は（５）で表されるホスフィン化合物を含むバイオメディカル用途向け複合量子ドット。
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2025035912000007.jpg
43
170
（式中、Ｒは、それぞれ独立に、炭素数１～８のヒドロキシアルキル基、アミノアルキル基、メルカプトアルキル基又はシアノアルキル基を表す。）
【請求項７】
Ｒが炭素数１～５のヒドロキシアルキル基である請求項６に記載のバイオメディカル用途向け複合量子ドット。
【請求項８】
前記水溶性量子ドットが、チオール類、アミン含有チオール類、アミン類、アルコール類、チオール含有アルコール類、ホスホン酸類、カルボン酸類及びチオール含有カルボン酸類から選択される配位子が量子ドットの表面に配位したものである請求項６に記載のバイオメディカル用途向け複合量子ドット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオメディカル用途向けの量子ドット分散液、その製造方法及び水溶性量子ドットと添加剤とからなる複合量子ドットに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、発光材料として量子ドット（quantum dots）の開発が進んでいる。代表的な量子ドットとして、優れた発光特性などからＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ等のカドミウム系量子ドットの開発が進められている。また、カドミウムは毒性及び環境負荷が高いことからＩｎＰ、ＣｕＩｎＳ
２
、ＺｎＴｅＳｅ等の、カドミウムフリーの量子ドットの開発が期待されている。
【０００３】
この量子ドットは、ナノ粒子という特有のサイズであることから、優れた発光特性を維持するためには、粒子の凝集や粒子表面の欠損を抑制して安定化させる必要がある。量子ドットの安定化には、粒子表面に存在する配位子が大きな役割を果たしており、様々な手法が検討されている。例えば特許文献１には、不活性溶媒と、カチオン性前駆体と、アニオン性前駆体と、表面安定化リガンドを含む反応混合物を特定範囲の温度で撹拌することにより半導体ナノ結晶（量子ドット）が得られることが記載されており、表面安定化リガンドとして、第一のリガンドと第二のリガンドを用いることにより、ナノ結晶を安定化することが記載されている。
【０００４】
その他にも、特許文献２及び３ではホスフィン系配位子、特許文献４ではホスフィン系配位子をオリゴマー化した多座配位子により量子ドットの安定化を図っている。さらに特許文献５では、蛍光性半導体ナノ粒子（量子ドット）をホスフィン系化合物からなる安定化添加剤と組み合わせることで、キャリア流体中での分散性を向上させることや、ナノ粒子の光分解又は熱分解を防止できることが記載されている。
【０００５】
量子ドットの製造においては、反応の制御や量子ドットの作製のし易さ、得られる量子ドットの安定性や量子収率の高さなどから、一般的にはトルエンやオクタンなどの非水系の有機溶媒が使用されている。特許文献１～５に記載の技術は、非水系有機溶媒中での安定化を求めたものであるが、用途によっては、水性溶媒に分散した量子ドットが必要となる。
【０００６】
水性溶媒に分散のできる量子ドット、すなわち水溶性量子ドットの開発に関しては、量子ドットの優れた発光特性を活かして、分子認識物質と結合した分子認識体により、たんぱく質、ウイルス、核酸等の生体含有物質を測定する方法が検討されている。生体内で量子ドットをマーカー物質として用いるためには、量子ドット表面を水溶性の配位子で被覆して、量子ドットを水溶化する必要があるが、このような処理をすると安定性や量子収率の低下が問題となっていた。また、生体内で用いるため、毒性が低いことも合わせて必要であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
国際公開第２０１０／０８３４３１号パンフレット
国際公開第２００７／０９５０６１号パンフレット
特開２０１０－９９９５号公報
国際公開第２００４／０４２７８４号パンフレット
国際公開第２０１７／０４８６０８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
量子ドットの水溶化には、量子ドット表面に存在する配位子を、親水性官能基を有するものにする必要があるが、水中では親水性官能基に変化が生じやすいため、量子ドットの安定性や量子収率に悪影響を及ぼしているものと考えられている。すなわち、親水性官能基の水中での挙動を安定化させることができれば、水溶化した量子ドットであっても、優れた安定性や量子収率を達成することが可能となり、より水溶性量子ドットの開発が進むものとなる。
【０００９】
また、生体内で量子ドットを用いる際に、毒性が強いと細胞が死滅してしまうため、毒性を無くす又は弱めるための方法が必要であった。しかしながら、優れた発光機能を有しつつ低毒性の水溶性量子ドットは未だ開発途上である。
【００１０】
したがって本発明の目的は、優れた安定性を有し、量子収率に優れ、かつ毒性の低い、水溶性量子ドットが水に分散しているバイオメディカル用途向け量子ドット分散液、及びバイオメディカル用途向け複合量子ドットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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