JP6684557B2 - Nanoparticle screening method and screening system - Google Patents
Nanoparticle screening method and screening system Download PDFInfo
- Publication number
- JP6684557B2 JP6684557B2 JP2015169736A JP2015169736A JP6684557B2 JP 6684557 B2 JP6684557 B2 JP 6684557B2 JP 2015169736 A JP2015169736 A JP 2015169736A JP 2015169736 A JP2015169736 A JP 2015169736A JP 6684557 B2 JP6684557 B2 JP 6684557B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- evaluation
- nanoparticles
- matrix
- container
- surface modification
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
本発明は、ナノ粒子の表面改質条件を効率よく探索することができるスクリーニング方法及びスクリーニングシステムに関する。 The present invention relates to a screening method and a screening system capable of efficiently searching for surface modification conditions of nanoparticles.
近年、蛍光体として注目される量子ドット(Quantum Dot(QD))は、電子デバイスや生体用蛍光標識として実用化が進んでおり、現在も精力的な研究が続けられている。 Quantum dots (QDs), which are attracting attention as fluorescent substances, have recently been put into practical use as electronic devices and fluorescent labels for living organisms, and vigorous research is still ongoing.
ところで量子ドットは単独で使われることは少なく、樹脂への分散等、他の材料との組み合わせで使われることが多い。このとき、他の材料への分散性を向上させるべく、それに応じた量子ドットの表面改質を行うことが必要であった。特許文献1には、溶液中や樹脂中に容易に分散可能なポリマー修飾金属硫化物ナノ粒子について記載されている。 By the way, quantum dots are rarely used alone, and are often used in combination with other materials such as dispersion in a resin. At this time, in order to improve the dispersibility in other materials, it was necessary to carry out surface modification of the quantum dots accordingly. Patent Document 1 describes polymer-modified metal sulfide nanoparticles that can be easily dispersed in a solution or a resin.
しかしながら、分散媒への有効な分散性を得るべく実際に量子ドットに対して表面改質を行おうとした場合、分散媒に応じた表面改質剤(界面活性剤)の種類や濃度、量子ドット濃度等の、多様な条件での組み合わせが発生し、条件探索に極めて時間と労力がかかっていた。 However, when actually modifying the surface of a quantum dot to obtain effective dispersibility in the dispersion medium, the type and concentration of the surface modifier (surfactant) depending on the dispersion medium, the quantum dot Combinations under various conditions such as concentration occurred, and it took extremely time and labor to search for the conditions.
特に、開発品などの場合は、製造プロセスが未熟で安定していないために、使用できるサンプル量が少ないことが多い。よって、多くの表面改質条件を系統立てて試験することが難しい。 In particular, in the case of developed products, the amount of sample that can be used is often small because the manufacturing process is immature and not stable. Therefore, it is difficult to systematically test many surface modification conditions.
特許文献1に記載された発明には、量子ドットの表面改質の条件探索方法に関する記載はなされていない。 The invention described in Patent Document 1 does not describe a method for searching for conditions for surface modification of quantum dots.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、特に、ナノ粒子の表面改質条件を効率的に探索でき、表面改質に必要な時間と労力とサンプル量を従来よりも低減した、ナノ粒子のスクリーニング方法及びスクリーニングシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a point, in particular, it is possible to efficiently search the surface modification conditions of the nanoparticles, the time and labor required for surface modification and the amount of sample are reduced from the conventional, An object is to provide a screening method and a screening system for particles.
本発明におけるナノ粒子のスクリーニング方法は、収容容器に設けられた複数の収容部の夫々に、ナノ粒子懸濁液を小分けするステップと、ナノ粒子の表面改質処理を、前記収容部ごとに行うステップと、全てのナノ粒子懸濁液に対して、同じ条件の下で、一度にインキュベーションを行うステップと、各収容部内に分散媒を加えて、前記ナノ粒子と前記分散媒とを混合した評価サンプルを生成するステップと、各収容部の前記評価サンプルに対して、光学分析により評価を行うステップと、を有し、前記収容部は、マトリクス状に配列されており、行列の一方に並ぶ前記収容部に対して、表面改質剤を揃えるとともに、行列の他方に並ぶ前記収容部に対して、前記表面改質剤を異なるものとし、前記行列の前記他方に並ぶ前記収容部に対して、表面改質剤種以外の表面改質処理条件を揃え、前記行列の前記一方に並ぶ前記収容部に対して、前記表面改質処理条件を異なるものとして、前記表面改質剤と、前記表面改質処理条件とを、行ごと或いは列ごとに調整し、複数の前記収容部に対向して配列された複数の発光ダイオードを光源として利用し、複数の前記収容部に対向して配列された複数の受光素子を受光部として利用し、前記光源と前記受光素子とを前記収容容器に所定間隔離して対向配置して、前記評価を行うことを特徴とする。 The method of screening nanoparticles according to the present invention includes a step of subdividing a nanoparticle suspension into each of a plurality of accommodating parts provided in a container, and a surface modification treatment of nanoparticles for each of the accommodating parts. Step, for all the nanoparticle suspension, under the same conditions, the step of incubating at once, adding a dispersion medium in each housing, evaluation of mixing the nanoparticles and the dispersion medium The method has a step of generating a sample, and a step of performing an optical analysis on the evaluation sample of each container, wherein the containers are arranged in a matrix and arranged in one of the rows and columns. With respect to the accommodating portion, while aligning the surface modifying agent, the surface modifying agent is different for the accommodating portion arranged in the other side of the matrix, and for the accommodating portion arranged in the other side of the matrix. , Align the surface modification treatment conditions other than the surface modifier species, with respect to the receiving portion arranged in the one of the matrix, as distinct from the surface modification treatment conditions, and the surface modifier, said surface The reforming conditions are adjusted for each row or each column, and the plurality of light emitting diodes arranged facing the plurality of housings are used as a light source, and the light emitting diodes are arranged facing the plurality of housings. It is characterized in that a plurality of light receiving elements are used as a light receiving section, and the light source and the light receiving element are arranged in the storage container so as to be opposed to each other by a predetermined distance, and the evaluation is performed.
本発明によれば、複数の収容部にナノ粒子懸濁液を小分けし、各収容部内のナノ粒子に対して様々な実験条件にて表面改質処理を施して条件の異なる組み合わせの複数の評価サンプルを生成でき、これら評価サンプルに対して、吸光度、蛍光波長や強度といった光学分析による評価まで一連して行うことを可能とする。このため、本発明では、一度に多数の評価サンプルを用いて、実験条件の検討等を行うことが可能である。また、表面改質処理における所定の処理について、収容容器に分けられた多数の評価サンプルに対して一括して均等に行うことができる。以上により本発明では、従来に比べて表面改質条件の探索に要する時間を短縮でき、また、条件・評価の管理をしやすくなり労力を効果的に低減することができる。 According to the present invention, the nanoparticle suspension is subdivided into a plurality of storage units, and the nanoparticles in each storage unit are subjected to surface modification treatment under various experimental conditions to perform a plurality of evaluations of different combinations. It is possible to generate samples, and it is possible to perform a series of evaluations on these evaluation samples by optical analysis such as absorbance, fluorescence wavelength and intensity. Therefore, in the present invention, it is possible to study the experimental conditions by using a large number of evaluation samples at one time. Further, the predetermined treatment in the surface modification treatment can be collectively and evenly performed on a large number of evaluation samples divided into the storage containers. As described above, in the present invention, the time required to search for surface modification conditions can be shortened as compared with the related art, and the management of conditions / evaluations can be facilitated and labor can be effectively reduced.
本発明では、前記評価の際、各収容部の前記サンプルの、吸収スペクトル及び蛍光スペクトルを取得し、前記ナノ粒子の分散性及び蛍光特性を評価することが好ましい。 In the present invention, it is preferable that, at the time of the evaluation, an absorption spectrum and a fluorescence spectrum of the sample in each container are acquired to evaluate the dispersibility and fluorescence characteristics of the nanoparticles.
また本発明では、前記ナノ粒子懸濁液を、20μL以下ずつ、50個以上の各収容部に注入することが好ましい。このように極少量のナノ粒子懸濁液を50個以上の収容部に入れて、表面改質処理を行うことで、少ないナノ粒子を使って生成でき、多数の評価サンプルを評価できる。これにより、スクリーニングにかかる時間及びコストを効果的に低減できる。 Further, in the present invention, it is preferable to inject the nanoparticle suspension in an amount of 20 μL or less into each of 50 or more accommodation parts. In this way, a very small amount of the nanoparticle suspension is put into 50 or more accommodating parts and subjected to the surface modification treatment, so that the nanoparticles can be produced using a small number of nanoparticles, and a large number of evaluation samples can be evaluated. This can effectively reduce the time and cost required for screening.
また本発明では、前記収容容器は熱伝導性に優れた材質で構成され、インキュベーションのステップを、各収容部に収容された前記ナノ粒子に対して同時に行うことが好ましい。このように、インキュベーションのステップを各収容部に入れられた全てのナノ粒子に対して同時に行うことができる。しかも、収容容器は熱伝導性に優れるため、全体に均一に熱を伝えやすく均等のインキュベーション条件にて各ナノ粒子を処理でき、迅速に且つ精度の高いスクリーニングを行うことができる。 In the present invention, the container is made of a material having excellent thermal conductivity, the step of incubation is preferably carried out simultaneously for the nanoparticles contained in the respective housing part. In this way, the incubation step can be performed simultaneously for all nanoparticles contained in each housing. Moreover, since the accommodating container has excellent thermal conductivity, it is easy to uniformly transfer heat to the whole, and each nanoparticle can be treated under uniform incubation conditions, and rapid and highly accurate screening can be performed.
また本発明では、インキュベーションのステップ前、インキュベーションのステップ中、あるいは、インキュベーションのステップ後に、真空脱気を行うことが好ましい。 Further, in the present invention, it is preferable to perform vacuum deaeration before the incubation step, during the incubation step, or after the incubation step.
また本発明では、前記収容部は、分離可能な個別容器を構成し、前記個別容器を前記収容容器から分離して個別処理を可能とすることが好ましい。このように、本発明では、収容部を個別容器として収容容器から分離でき、実験条件や評価条件等に応じて、全ての個別容器を収容容器にセットした状態で処理するステップと、個別に処理するステップとに分けることができる。これにより、効率よく、ナノ粒子のスクリーニングを行うことができる。 Further, in the present invention, it is preferable that the accommodating portion constitutes a separable individual container, and the individual container is separated from the accommodating container to enable individual processing. As described above, in the present invention, the accommodation section can be separated from the accommodation container as an individual container, and in accordance with the experimental conditions, the evaluation conditions, etc., a step of processing all the individual containers set in the accommodation container, and individually processing It can be divided into the steps to take. Thereby, nanoparticles can be efficiently screened.
また本発明では、前記収容部はマトリクス状に配列されており、行列の一方に並ぶ前記収容部に対して、表面改質剤を揃えるとともに、行列の他方に並ぶ前記収容部に対して、前記表面改質剤を異なるものとし、前記行列の前記他方に並ぶ前記収容部に対して、表面改質剤種以外の表面改質処理条件を揃え、前記行列の前記一方に並ぶ前記収容部に対して、前記表面改質処理条件を異なるものとすることが好ましい。このように、表面改質剤や、表面改質処理条件を、行ごと、あるいは、列ごとに調整することで、管理を行いやすくなり、労力低減を効果的に図ることができる。 Further, in the present invention, the accommodating portions are arranged in a matrix, and the surface modifier is aligned with respect to the accommodating portions arranged in one side of the matrix, and the accommodating portions arranged in the other side of the matrix are With different surface modifiers, with respect to the accommodating section arranged in the other side of the matrix, the surface modification treatment conditions other than the surface modifying agent species are aligned, and for the accommodating section arranged in the one side of the matrix. Therefore, it is preferable that the surface modification treatment conditions are different. In this way, by adjusting the surface modifying agent and the surface modifying treatment condition for each row or each column, it becomes easier to manage and the labor can be effectively reduced.
また本発明では、複数の前記収容部に対向して配列された複数の発光ダイオードを光源として利用して、前記評価を行うことが好ましい。また本発明では、複数の前記収容部に対向して配列された複数の受光素子を受光部として利用して、前記評価を行うことが好ましい。これにより、評価を多数の評価サンプルに対して一度に行うことができ、従来に比べて表面改質条件の探索に要する時間を効果的に短縮することができる。 Further, in the present invention, it is preferable that the plurality of light emitting diodes arranged facing the plurality of housing portions are used as a light source to perform the evaluation. Further, in the present invention, it is preferable that the plurality of light receiving elements arranged so as to face the plurality of accommodating portions are used as a light receiving portion to perform the evaluation. As a result, the evaluation can be performed on a large number of evaluation samples at once, and the time required to search for the surface modification conditions can be effectively shortened as compared with the conventional case.
また本発明におけるナノ粒子のスクリーニングシステムは、収容容器に設けられた複数の収容部の夫々に、ナノ粒子懸濁液が小分けされ、ナノ粒子の表面改質処理が、前記収容部ごとに行われ、全てのナノ粒子懸濁液に対して、同じ条件の下で、一度にインキュベーションが行なわれ、各収容部内に分散媒を加えて、前記ナノ粒子と前記分散媒とを混合した評価サンプルが生成され、各収容部の前記評価サンプルに対して、光学分析により評価が行われるナノ粒子のスクリーニングシステムであって、前記収容部は、マトリクス状に配列されており、行列の一方に並ぶ前記収容部に対して、表面改質剤を揃えるとともに、行列の他方に並ぶ前記収容部に対して、前記表面改質剤を異なるものとし、前記行列の前記他方に並ぶ前記収容部に対して、表面改質剤種以外の表面改質処理条件を揃え、前記行列の前記一方に並ぶ前記収容部に対して、前記表面改質処理条件を異なるものとして、前記表面改質剤と、前記表面改質処理条件とは、行ごと或いは列ごとに調整され、複数の前記収容部に対向して配列された複数の発光ダイオードを光源として利用し、複数の前記収容部に対向して配列された複数の受光素子を受光部として利用し、前記光源と前記受光素子とが前記収容容器に所定間隔離して対向配置されて、前記評価が行なわれることを特徴とする。本発明のスクリーニングシステムによれば、従来に比べて表面改質条件の探索に要する時間を短縮でき、また、条件・評価の管理をしやすくなり労力を効果的に低減することができる。
Further, in the nanoparticle screening system of the present invention, the nanoparticle suspension is subdivided into each of the plurality of accommodating parts provided in the accommodating container, and the surface modification treatment of the nanoparticles is performed for each of the accommodating parts. , All nanoparticle suspensions were incubated at the same time under the same conditions, and a dispersion medium was added to each container to produce an evaluation sample in which the nanoparticles and the dispersion medium were mixed. In the screening system for nanoparticles, wherein the evaluation sample of each container is evaluated by optical analysis, the containers are arranged in a matrix, and the containers arranged in one of the rows and columns. On the other hand, while aligning the surface modifiers, the surface modifiers are different for the accommodating parts arranged in the other side of the matrix, and for the accommodating parts arranged in the other side of the matrix. , Align the surface modification treatment conditions other than the surface modifier species, with respect to the receiving portion arranged in the one of the matrix, as distinct from the surface modification treatment conditions, and the surface modifier, said surface The modification processing conditions are adjusted for each row or each column, and the plurality of light emitting diodes arranged facing the plurality of housings are used as a light source, and are arranged facing the plurality of housings. The evaluation is performed by using a plurality of light-receiving elements as a light-receiving unit, and the light source and the light-receiving element are arranged to face each other in the storage container so as to be separated from each other by a predetermined distance. According to the screening system of the present invention, the time required to search for surface modification conditions can be shortened as compared with the prior art, and the management of conditions / evaluations can be facilitated and labor can be effectively reduced.
本発明によれば、一度に多数の評価サンプルを用いて、実験条件の検討等を行うことが可能である。また、表面改質処理における所定の処理について、収容容器に分けられた多数の評価サンプルに対して一括して均等に行うことができる。以上により本発明では、従来に比べて少量のサンプルを用いて、表面改質条件の探索に要する時間を短縮でき、また、条件・評価の管理をしやすくなり労力を効果的に低減することができる。 According to the present invention, it is possible to study experimental conditions and the like using a large number of evaluation samples at one time. Further, the predetermined treatment in the surface modification treatment can be collectively and evenly performed on a large number of evaluation samples divided into the storage containers. As described above, in the present invention, it is possible to shorten the time required to search for surface modification conditions by using a smaller amount of sample than in the past, and to easily manage the conditions / evaluations and effectively reduce labor. it can.
以下、本発明の一実施の形態(以下、「実施の形態」と略記する。)について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 Hereinafter, one embodiment of the present invention (hereinafter, abbreviated as “embodiment”) will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be variously modified and implemented within the scope of the gist.
本実施の形態におけるナノ粒子のスクリーニング方法は、ナノ粒子混濁液を収容容器の収容部に小分けするステップと、各ナノ粒子混濁液を異なる条件により表面改質処理するステップと、ナノ粒子混濁液を分散媒により分散させて評価サンプルを得るステップと、評価サンプルを吸収スペクトルや蛍光スペクトルにより評価するステップと、を備える。 The method of screening nanoparticles according to the present embodiment includes a step of subdividing the nanoparticle suspension into the storage portions of the storage container, a step of subjecting each nanoparticle suspension to a surface modification treatment under different conditions, and a nanoparticle suspension. The method includes a step of obtaining an evaluation sample by dispersing with a dispersion medium, and a step of evaluating the evaluation sample with an absorption spectrum or a fluorescence spectrum.
例えば本実施の形態では、多数の穴(ウェル)を有するマイクロウェルプレートを用い、表面改質条件の異なる多数の評価サンプルを生成し、これら評価サンプルの光学分析評価まで一連して行うことを可能とする。 For example, in the present embodiment, it is possible to generate a large number of evaluation samples with different surface modification conditions by using a microwell plate having a large number of holes (wells) and perform optical analysis evaluation of these evaluation samples in series. And
図1は、本発明の実施の形態におけるナノ粒子のスクリーニング方法のステップを示すフローチャートである。 FIG. 1 is a flowchart showing steps of a method for screening nanoparticles according to an embodiment of the present invention.
図1に示すステップST1では、量子ドットを含むナノ粒子混濁液(以下、QD液と言う)を生成する。量子ドットは、構成元素の原料となる化合物を混合して前駆体溶液を生成し、前駆体溶液を例えばマイクロリアクターを用いて反応させて合成することができる。合成された量子ドットは、公知の方法による精製過程を施すことができる。精製した量子ドットを溶媒に混合して、QD液を得ることができる。溶媒を限定するものでないが、例えば、アルコール類、ケトン、トルエン、水等である。 In step ST1 shown in FIG. 1, a nanoparticle turbid liquid containing quantum dots (hereinafter referred to as QD liquid) is generated. Quantum dots can be synthesized by mixing a compound as a raw material of constituent elements to generate a precursor solution, and reacting the precursor solution with, for example, a microreactor. The synthesized quantum dots can be subjected to a purification process by a known method. The QD liquid can be obtained by mixing the purified quantum dots with a solvent. The solvent is not limited, and examples thereof include alcohols, ketones, toluene, water and the like.
次に、図1に示すステップST2では、ステップST1で得られたQD液を、収容容器に設けられた多数の収容部内に少量ずつ注入する。収容容器としては、例えば、マトリクス状に収容部としてのウェルが配列されたマイクロウェルプレートを用いることができる。このように本実施の形態では、既存のマイクロウェルプレートを用いてスクリーニングを行うことができる。あるいは、ウェルの部分が取り外しできるような個別容器を多数並べたプレート状の収容容器を用いることもできる。収容容器の材質を問うものではないが、ガラス製が好ましく適用できる。特にインキュベーションのステップにより、プラスチック製よりも耐熱性及び耐薬品性に優れた材質で収容容器を作製することが好ましい。更に、容器にはインキュベーション中及び光学分析の溶媒の蒸散をふせぐためにキャップもしくはフィルムによるカバーを施す方が望ましい。特に光学分析中のカバーは、テフロン(登録商標)コートされたカバーを用いることで、溶媒がカバーを侵食し、白化させて分析精度を低下させることを防ぐ。また収容容器を熱伝導性に優れた材質とすることで、各収容部に小分けした各QD液に対して略均等な加熱を施すことができる。したがって加熱温度のばらつきを抑制でき、各評価サンプルに対して高精度な評価を行うことができる。 Next, in step ST2 shown in FIG. 1, the QD liquid obtained in step ST1 is injected little by little into a large number of storage parts provided in the storage container. As the storage container, for example, a microwell plate in which wells as storage portions are arranged in a matrix can be used. As described above, in the present embodiment, screening can be performed using an existing microwell plate. Alternatively, it is possible to use a plate-shaped storage container in which a large number of individual containers whose well portions can be removed are arranged. It does not matter what the material of the container is, but glass is preferable. In particular, it is preferable that the container is made of a material having more excellent heat resistance and chemical resistance than that of plastic by the incubation step. Further, it is desirable that the container is covered with a cap or a film in order to prevent evaporation of the solvent during the incubation and in the optical analysis. In particular, a cover coated with Teflon (registered trademark) is used as a cover during the optical analysis to prevent the solvent from eroding the cover to cause whitening and reduce the analysis accuracy. Further, by using a material having excellent thermal conductivity for the storage container, it is possible to apply substantially even heating to each QD liquid subdivided into each storage portion. Therefore, variations in heating temperature can be suppressed, and highly accurate evaluation can be performed on each evaluation sample.
収容容器に配置された収容部の数を限定するものでないが、具体的には、50個以上とすることが好ましく、より好ましくは、96個以上であり、更に好ましくは150個以上である。また各収容部の容積は例えば、3.0mL以下、好ましくは1.5mL以下である。さらに、分散媒となるモノマーの粘度は一般的に粘度が高いために、サンプル量が少なすぎると撹拌が行いにくい。このため収容部の容積は、0.5mL以上、好ましくは1.0mL以上であることが望ましい。後述する実験では96個のガラス製ウェルをプラスチック製、もしくは、アルミニウム製のプレート状ホルダーに備えたマイクロウェルプレートを用いている。 Although the number of accommodating portions arranged in the accommodating container is not limited, specifically, it is preferably 50 or more, more preferably 96 or more, and further preferably 150 or more. The volume of each accommodation portion is, for example, 3.0 mL or less, preferably 1.5 mL or less. Further, since the viscosity of the monomer serving as the dispersion medium is generally high, it is difficult to stir when the sample amount is too small. For this reason, it is desirable that the volume of the accommodating portion is 0.5 mL or more, preferably 1.0 mL or more. In an experiment described later, a microwell plate having 96 glass wells in a plate holder made of plastic or aluminum was used.
また各収容部に注入するQD濃度は、実際にマトリックス中で得たいQD濃度と、個々の容器に添加する添加量から計算可能である。具体的にはQD濃度は、0.1%以上であることが好ましく、1%以上であることがより好ましく、10%以上であることが更に好ましい。QD液量は数十μL以下(具体的には50μL以下)、好ましくは、20μL以下であり、より好ましくは、10μL以下であり、更に好ましくは5μL以下である。本実施の形態では、複数個、好ましくは50個以上の収容部の夫々に添加するQD液量を数十μL以下、好ましくは20μL以下とすることで、1回の収容容器で使用するQD液全体としては数mL以下に抑えることができ、1条件あたりで従来に比べて1/10〜1/100程度の試薬量で済む。このため、特に品質の安定しない開発品の表面処理条件の探索に有効である。また、量子ドットや表面改質剤は高価なものが多いため、収容容器を用いた1回の実験あたりに使用する試薬量を抑えることができ、コスト面でも効果的である。 Further, the QD concentration to be injected into each container can be calculated from the QD concentration actually desired to be obtained in the matrix and the addition amount to be added to each container. Specifically, the QD concentration is preferably 0.1% or more, more preferably 1% or more, still more preferably 10% or more. The QD liquid volume is several tens of μL or less (specifically 50 μL or less), preferably 20 μL or less, more preferably 10 μL or less, and further preferably 5 μL or less. In the present embodiment, the quantity of QD solution added to each of a plurality of, preferably 50 or more, accommodating parts is set to several tens of μL or less, preferably 20 μL or less, so that the QD solution used in one accommodation container is As a whole, it can be suppressed to several mL or less, and the amount of reagent per condition is about 1/10 to 1/100 as compared with the conventional one. Therefore, it is particularly effective in searching for the surface treatment conditions of the developed product whose quality is not stable. In addition, since many quantum dots and surface modifiers are expensive, it is possible to suppress the amount of reagents used per one experiment using a container, which is also effective in terms of cost.
続いて本実施の形態では、図1のステップST3にて、表面改質処理を施す。このとき、各QD液に対して異なる種類の表面改質剤を添加する。例えば後述する実験−1では、8種類の表面改質剤(界面活性剤)を用いている。 Subsequently, in the present embodiment, a surface modification process is performed in step ST3 of FIG. At this time, a different type of surface modifier is added to each QD solution. For example, in Experiment-1 described later, eight kinds of surface modifiers (surfactants) are used.
本実施の形態では、表面改質条件を、以下のファクターにより異ならせることができる。例えば、(1)改質剤種(2)表面改質剤の濃度(3)表面改質処理中の溶媒濃度(4)インキュベーション時間、等である。 In this embodiment, the surface modification conditions can be made different by the following factors. For example, (1) modifier species (2) surface modifier concentration (3) solvent concentration during surface modification treatment (4) incubation time, etc.
図1に示すように、表面改質処理では、異なる条件の下、表面改質剤及び溶媒を添加し(ステップST3−1)、続いて、インキュベーションを行う(ステップST3−2)。 As shown in FIG. 1, in the surface modification treatment, a surface modifying agent and a solvent are added under different conditions (step ST3-1), followed by incubation (step ST3-2).
なお、表面改質剤の添加は、後述する実験−2及び実験−3のように、2段階以上行うこともできる。また、表面改質剤の溶媒は用いなくてもよい(すなわち、直接、表面改質剤をQD液に添加する)。また、溶媒としてはトルエン等、量子ドットが分散するとともに、表面改質剤が溶解するものを用いることが好ましい。
The surface modifier can be added in two or more stages, as in
このステップST3により、各収容部に収容されたQD液に対して、異なる条件にて表面改質処理を行うことができる。 By this step ST3, the surface modification treatment can be performed on the QD liquid stored in each storage portion under different conditions.
なお、インキュベーションは、オーブンやインキュベータを用いて行うことができる。インキュベーションでは、温度と時間を調整するが、本実施の形態では、各収容部に収容された全てのQD液に対して、同じ条件の下で一度に行うことができる。なお、インキュベーションの際にはQDの凝集による表面改質剤の偏析を避けるために、溶液は振とう器、マグネチックスターラ、もしくは微細な撹拌棒を用いて撹拌を行うことが望ましい。 The incubation can be performed using an oven or an incubator. In the incubation, the temperature and the time are adjusted, but in the present embodiment, the incubation can be performed at once under the same conditions for all the QD liquids contained in each container. During the incubation, it is desirable to stir the solution using a shaker, a magnetic stirrer, or a fine stirring rod in order to avoid segregation of the surface modifier due to QD aggregation.
さらに、超音波分散をかけると、より短時間で凝集状態の緩和を図ることができ、ウェル内での溶液の均一性が向上するために、望ましい。さらにまた、必要に応じて、同一条件で作られたサンプルに対して温度勾配をかけたホットプレート上でインキュベーションさせるなどして、異なるインキュベーション温度条件を施すことも可能である。 Further, it is desirable to apply ultrasonic dispersion because the aggregated state can be relaxed in a shorter time and the homogeneity of the solution in the well is improved. Furthermore, if necessary, different incubation temperature conditions can be applied, for example, by incubating samples prepared under the same conditions on a hot plate having a temperature gradient.
なお、表面改質剤及び溶媒の添加後、インキュベーションの前に、上記振とう処理、撹拌、超音波処理などを行ってもよい。この場合、サンプルを40−100℃に加熱することで媒体の粘度が低下して、撹拌などが行いやすくなる。インキュベーション前、インキュベーション中、もしくはインキュベーション後に必要に応じて真空脱気することで、水分や揮発性夾雑物などの低沸点の不純物、それからナノ粒子懸濁液に用いた分散媒(トルエン等)を除去することも可能である。この場合も、必要に応じて加温を行った方が、溶媒の除去は行いやすい。 After the addition of the surface modifier and the solvent and before the incubation, the shaking treatment, stirring, ultrasonic treatment and the like may be performed. In this case, heating the sample to 40-100 ° C. lowers the viscosity of the medium and facilitates stirring and the like. Vacuum degassing may be performed before, during, or after incubation to remove low-boiling impurities such as water and volatile contaminants, as well as the dispersion medium (toluene, etc.) used for the nanoparticle suspension. It is also possible to do so. Also in this case, it is easier to remove the solvent by heating if necessary.
次に、図1に示すステップST4では、インキュベーション後に、凝集剤を添加する。凝集剤は、量子ドットの表面極性と異なる極性の溶媒であれば特に限定されるものではない。例えば、フロン系溶剤に量子ドット及び表面改質剤を分散させた場合、トルエンは凝集剤となる。あるいは、エタノール等のアルコールなども凝集剤となり得る。 Next, in step ST4 shown in FIG. 1, an aggregating agent is added after the incubation. The aggregating agent is not particularly limited as long as it is a solvent having a polarity different from the surface polarity of the quantum dots. For example, when the quantum dots and the surface modifier are dispersed in a chlorofluorocarbon solvent, toluene serves as an aggregating agent. Alternatively, an alcohol such as ethanol can be a flocculant.
次に、図1に示すステップST5では、量子ドットを濾過もしくは沈降させて上澄み液を除去する。これにより表面改質された量子ドットを得ることができる。例えば、凝集剤の添加と遠心分離を繰り返し行った後、ステップST5に移行することもできる。このとき、繰り返しステップで用いられる凝集剤としては同種類であっても異なる種類のものであってもよい。なお、ステップST4、及びステップST5を行うか否は任意に決定できる。 Next, in step ST5 shown in FIG. 1, the quantum dots are filtered or settled to remove the supernatant liquid. This makes it possible to obtain surface-modified quantum dots. For example, it is possible to move to step ST5 after repeating the addition of the aggregating agent and the centrifugal separation. At this time, the aggregating agents used in the repeating step may be the same type or different types. It should be noted that whether or not step ST4 and step ST5 are performed can be arbitrarily determined.
次に、図1に示すステップST6では、各収容部に収容された表面改質済み量子ドットと分散媒とを混合して、評価サンプルを生成する。混合は、例えば、マイクロプレート用シェーカーを用いることができる。本実施の形態では、混合を、各評価サンプルに対して同時に行うことが可能である。このように、本実施の形態では、表面改質条件の異なる多数の評価サンプルを一度に生成することができる。 Next, in step ST6 shown in FIG. 1, the surface-modified quantum dots housed in each housing unit and the dispersion medium are mixed to generate an evaluation sample. For the mixing, for example, a shaker for microplate can be used. In the present embodiment, mixing can be performed on each evaluation sample at the same time. As described above, in this embodiment, a large number of evaluation samples having different surface modification conditions can be generated at one time.
次に、図1に示すステップST7では、各評価サンプルに対して、光学分析評価を行う。評価は、主として、吸光光度法、及び、蛍光分析法により行うことができる。これにより量子ドットの分散性及び蛍光特性を評価することができる。なお、吸光光度法や蛍光分析法として、吸収スペクトルや蛍光スペクトルを取ることができると、吸収スペクトルや蛍光スペクトルの形状の変化により、溶解の程度やその速度、蛍光失活の原因(溶解もしくは、それ以外)、添加物の溶解やQDとの相互作用、及びそれらの速度などの情報等も同時に知ることも可能であるために、より望ましい。 Next, in step ST7 shown in FIG. 1, optical analysis evaluation is performed on each evaluation sample. The evaluation can be performed mainly by an absorptiometric method and a fluorescence analysis method. This makes it possible to evaluate the dispersibility and fluorescence characteristics of the quantum dots. As an absorptiometric method or a fluorescence analysis method, if an absorption spectrum or a fluorescence spectrum can be obtained, the degree of dissolution or its rate, the cause of fluorescence deactivation (dissolution or, Other than that), it is more desirable because it is possible to simultaneously know the information such as the dissolution of the additive, the interaction with QD, and the speed thereof.
蛍光光度法により得られた吸光吸光度に着目して評価することができる。すなわち量子ドットの凝集が大きいと、光散乱が大きくなるために、透過率が低下する。そのため、例えば、吸光スペクトルを測定する場合はベースラインが上昇する。更に、吸光スペクトルを測定する場合については、吸収ピーク位置は粒子径に関係付けられており、ピーク消滅した場合、量子ドットが溶解したこと、あるいは分相して光路から消滅したことを意味する。 It can be evaluated by focusing on the absorption and absorption obtained by the fluorometric method. That is, when the aggregation of the quantum dots is large, the light scattering is large, so that the transmittance is reduced. Therefore, for example, when measuring an absorption spectrum, the baseline rises. Further, in the case of measuring an absorption spectrum, the position of the absorption peak is related to the particle diameter, and when the peak disappears, it means that the quantum dot is dissolved or phase-separated and disappears from the optical path.
一方、LEDを光源とする場合は、サンプル自体が本来持つ吸光度(QD自体の吸光度+目的分散媒の吸光度の和)が0.1以下の波長の吸光度から、0.1以上上昇しないことを条件に、分散性の評価を行うことができる。また、励起波長の吸光度が大きく低下しないことを条件(具体的には10%以上低下しない)として、QDの消滅及び分相がないことを評価することができる。なお、ベースライン及びピーク消滅の評価は、基準となる評価サンプル(基準サンプル)と比較して評価することができる。例えば、基準サンプルとしては、表面改質処理前における、トルエン等の良溶媒に分散した状態の量子ドットとすることができる。 On the other hand, when an LED is used as a light source, the condition that the absorbance (the sum of the absorbance of the QD itself and the absorbance of the target dispersion medium) originally possessed by the sample itself does not increase by 0.1 or more from the absorbance at a wavelength of 0.1 or less In addition, dispersibility can be evaluated. Further, it can be evaluated that the QD disappears and there is no phase separation on the condition that the absorbance at the excitation wavelength does not significantly decrease (specifically, it does not decrease by 10% or more). The baseline and peak extinction can be evaluated by comparing with a reference evaluation sample (reference sample). For example, the reference sample may be a quantum dot dispersed in a good solvent such as toluene before the surface modification treatment.
また吸光度としては、上述したサンプル自体の本来持つ吸光度が0.1以下となる波長が多くある場合は、散乱強度が高いためにできるだけ短い波長が望ましい。特に、波長720nm以下の可視光における吸光度が0.1以下であることを条件に評価することが出来る。 Further, as the absorbance, when there are many wavelengths at which the above-mentioned inherent absorbance of the sample itself is 0.1 or less, the shortest possible wavelength is desirable because the scattering intensity is high. In particular, it can be evaluated under the condition that the absorbance in visible light having a wavelength of 720 nm or less is 0.1 or less.
また、蛍光光度法により得られた蛍光強度では、蛍光強度が上記に挙げた基準サンプルの蛍光強度と比較して低下した場合、同程度の場合及び、上昇した場合や、基準サンプルと比較した際の蛍光強度の低下率及び上昇率で評価することができる。 Further, in the fluorescence intensity obtained by the fluorometric method, when the fluorescence intensity is lower than the fluorescence intensity of the reference sample listed above, in the case of the same degree, and when it is increased, or when compared with the reference sample Can be evaluated by the rate of decrease and the rate of increase in the fluorescence intensity.
評価の際の光学分析では、高速測定が可能であるために、個々の評価サンプルに対して迅速な評価が可能であり、収容容器に納められた多数の評価サンプルの特性評価に要する時間を従来に比べて短縮することができる。 In optical analysis during evaluation, high-speed measurement is possible, so quick evaluation is possible for each evaluation sample, and the time required for the characteristic evaluation of many evaluation samples stored in the container is conventionally reduced. It can be shortened compared to.
また本実施の形態では、複数の収容部に対向して配列された複数の発光ダイオードを光源として利用して、上記した評価を行うことができる。また本実施の形態では、一つの受光器と発光ダイオードの間に、各サンプルを移動させながら測定することも可能であるが、複数の収容部に対向して配列された複数の受光素子を受光部として利用して、上記した前記評価を行うことができる。このように、本実施の形態の収容容器を上下から挟むように、発光ダイオードと受光部とを収容容器に所定間隔離して対向配置した状態で、上記した光学分析評価を行うことがより好ましい。これにより、光学分析評価を多数の評価サンプルに対して一度に行うことができ、従来に比べて表面改質条件の探索に要する時間をより効果的に短縮することができる。 In addition, in the present embodiment, the above-described evaluation can be performed by using a plurality of light emitting diodes arranged facing a plurality of accommodating portions as a light source. In addition, in the present embodiment, it is possible to perform measurement while moving each sample between one light receiver and a light emitting diode, but it is possible to receive light from a plurality of light receiving elements arranged facing a plurality of accommodating portions. It can be used as a part to perform the above-mentioned evaluation. As described above, it is more preferable to perform the above-described optical analysis evaluation in a state in which the light emitting diode and the light receiving portion are separated from each other by a predetermined distance and face each other so as to sandwich the container of the present embodiment from above and below. As a result, the optical analysis evaluation can be performed on a large number of evaluation samples at once, and the time required to search for surface modification conditions can be more effectively shortened as compared with the conventional case.
なお、発光ダイオードとしては単色発光ダイオードを使ってもよいし、発光ダイオードから放出される光のスペクトルに重なりがない限りは2色LED(必要があれば多色LED)と光学フィルターを併用することができる。この際、分散性評価、又は、溶解、及び、蛍光強度評価に必要な波長の光のみを受光部で検出する構造として、スペース及び試薬量の低減を図ることも可能である。 A monochromatic light emitting diode may be used as the light emitting diode, and a two-color LED (multicolor LED if necessary) and an optical filter should be used together as long as there is no overlap in the spectrum of the light emitted from the light emitting diode. You can At this time, it is possible to reduce the space and the amount of the reagent as a structure in which only the light having the wavelength required for the dispersibility evaluation or the dissolution and the fluorescence intensity evaluation is detected by the light receiving section.
更に、光学分析を長時間かけて連続的に行うことで、吸光度や蛍光強度の時間的変化が捉えられるため、サンプル自体の時間的安定性が確認できる。 Furthermore, by performing optical analysis continuously over a long period of time, temporal changes in absorbance and fluorescence intensity can be captured, so that temporal stability of the sample itself can be confirmed.
また本実施の形態で用いる光学分析用光源には、キセノンランプなどの白色光源も用いることも可能であるが、上記したように、複数の前記収容部に対向して配列された複数の発光ダイオードを光源として利用して、評価を行うことが好ましい。なお、吸光度評価の場合の発光ダイオードの波長は、ナノ粒子及びナノ粒子を分散する媒質の吸光度が0.1以下である波長(たとえば,可視光を発光するQDの場合であって、緑色発光粒子の場合は600nm、赤色発光粒子の場合は700nmなど)を用いればよい。更に、粒子の溶解や溶媒の分離を調査したい場合は、後述する蛍光用の励起光源と同じ波長で吸光、蛍光ナノ粒子を用いることが望ましい。 A white light source such as a xenon lamp can also be used as the light source for optical analysis used in the present embodiment, but as described above, a plurality of light emitting diodes arranged facing the plurality of accommodating portions. Is preferably used as a light source for evaluation. The wavelength of the light emitting diode in the case of the absorbance evaluation is a wavelength at which the absorbance of the nanoparticles and the medium in which the nanoparticles are dispersed is 0.1 or less (for example, in the case of QD that emits visible light, the green light emitting particles are used). In the case of, and 700 nm in the case of red light-emitting particles). Further, when it is desired to investigate the dissolution of particles and the separation of solvent, it is desirable to use fluorescent nanoparticles that absorb and have the same wavelength as the excitation light source for fluorescence described later.
また、蛍光評価の場合は、ナノ粒子を効率よく適切に励起する波長(たとえば、350nm、365nm、375nm、385nm、395nm、400nm、405nm、410nm、420nm、430nm、440nm、450nm、460nm)であることが望ましい。吸光度評価用の発光ダイオードと蛍光評価用の発光ダイオードは、併用しても構わないし、使用に際して適宜入れ替えて使用することも可能である。また本実施の形態では、回折格子等を用いて蛍光、及び、透過光のスペクトルを得てそれを解析することも可能であるが、上述したように、複数の収容部に対向して配列された複数の受光素子を受光部として利用して、評価を行うことが好ましい。蛍光評価の場合には、発光素子からの入射光を遮るために、発光素子と受光素子の間に発光素子を遮蔽する光学フィルターを挿入する方が望ましい。これにより、評価を多数の評価サンプルに対して一度に行うことができ、従来に比べて表面改質条件の探索に要する時間を効果的に短縮することができる。 In the case of fluorescence evaluation, the wavelength should be such that nanoparticles are efficiently and appropriately excited (for example, 350 nm, 365 nm, 375 nm, 385 nm, 395 nm, 400 nm, 405 nm, 410 nm, 420 nm, 430 nm, 440 nm, 450 nm, 460 nm). Is desirable. The light-emitting diode for absorbance evaluation and the light-emitting diode for fluorescence evaluation may be used in combination, or may be appropriately replaced when used. Further, in the present embodiment, it is possible to obtain a spectrum of fluorescence and transmitted light by using a diffraction grating or the like and analyze it, but as described above, they are arranged so as to face a plurality of accommodating portions. It is preferable to perform evaluation by using a plurality of light receiving elements as a light receiving unit. In the case of fluorescence evaluation, it is preferable to insert an optical filter for blocking the light emitting element between the light emitting element and the light receiving element in order to block the incident light from the light emitting element. As a result, the evaluation can be performed on a large number of evaluation samples at once, and the time required to search for the surface modification conditions can be effectively shortened as compared with the conventional case.
以上により、本実施の形態によれば、複数の収容部にナノ粒子懸濁液を小分けし、各収容部内のナノ粒子に対して様々な実験条件にて表面改質処理を施して条件の異なる組み合わせの複数の評価サンプルを作成でき、これら評価サンプルに対する光学分析評価まで一連して行うことを可能とする。このため、本実施の形態では、一度に多数の評価サンプルを用いて、表面改質条件の検討等を行うことが可能である。また、表面改質処理における所定の処理について、収容容器に分けられた多数の評価サンプルに対して一括して均等に行うことができる。以上により本実施の形態では、従来に比べて表面改質条件の探索に要する時間を短縮でき、サンプル及び試薬量の低減も図られ、更に、条件・評価の管理をしやすくなり労力を効果的に低減することができる。 As described above, according to the present embodiment, the nanoparticle suspension is subdivided into a plurality of accommodating portions, and the nanoparticles in each accommodating portion are subjected to the surface modification treatment under various experimental conditions to change the conditions. It is possible to create a plurality of evaluation samples in combination, and it is possible to perform a series of optical analysis evaluations for these evaluation samples. Therefore, in the present embodiment, it is possible to study the surface modification conditions and the like by using a large number of evaluation samples at one time. Further, the predetermined treatment in the surface modification treatment can be collectively and evenly performed on a large number of evaluation samples divided into the storage containers. As described above, in the present embodiment, the time required to search for surface modification conditions can be shortened as compared with the conventional one, the amount of samples and reagents can be reduced, and further, the management of conditions / evaluations can be facilitated and labor can be effectively saved. Can be reduced to
本実施の形態では、上記したナノ粒子のスクリーニング方法を、スクリーニングシステムとして提示することができる。すなわち本実施の形態におけるスクリーニングシステムは、収容容器に設けられた複数の収容部の夫々に、ナノ粒子懸濁液が小分けされ、ナノ粒子の表面改質処理が、前記収容部ごとに別条件にて行われ、各収容部内に分散媒を加えて、前記ナノ粒子と前記分散媒とを混合した評価サンプルが生成され、各収容部の前記評価サンプルに対して、光学分析により評価が行われることを特徴としている。 In the present embodiment, the above-mentioned nanoparticle screening method can be presented as a screening system. That is, the screening system in the present embodiment, each of the plurality of storage units provided in the storage container, the nanoparticle suspension is subdivided, the surface modification treatment of the nanoparticles under different conditions for each storage unit. That is, the dispersion medium is added to each accommodation unit to generate an evaluation sample in which the nanoparticles and the dispersion medium are mixed, and the evaluation sample in each accommodation unit is evaluated by optical analysis. Is characterized by.
続いて、図1に示したナノ粒子のスクリーニング方法を用いて、具体的に以下の実験を試みた。 Then, the following experiment was specifically tried using the nanoparticle screening method shown in FIG.
[フロン系溶媒への分散のための表面改質剤における実験−1]
LED用封止材として使用されるCdSe系量子ドットの、ヘキサフルオロメタキシレンへの分散性を念頭に、CdSe系量子ドットの表面改質条件を調べた。
[Experiment on Surface Modification Agent for Dispersion in Freon Solvent-1]
Considering the dispersibility of CdSe-based quantum dots used as an LED sealing material in hexafluorometa-xylene, the surface modification conditions of CdSe-based quantum dots were investigated.
まず図1のステップST1では、CdSe系量子ドットを含むナノ粒子混濁液(QD液)を生成した。 First, in step ST1 of FIG. 1, a nanoparticle suspension liquid (QD liquid) containing CdSe-based quantum dots was generated.
例えば、Cd源とSe源の原料としての各化合物を溶解して、CdSe系前駆体溶液を生成した。そして、CdSe系前駆体溶液を、マイクロリアクターを用いて反応させ、CdSe系量子ドットを合成した。 For example, each compound as a raw material for the Cd source and the Se source was dissolved to produce a CdSe-based precursor solution. Then, the CdSe-based precursor solution was reacted using a microreactor to synthesize CdSe-based quantum dots.
続いて、CdSe系量子ドットの表面に、ZnS及びZnSeの各シェルを被覆した。例えば、Zn源とSe源とを調合した原料を連続注入法にて反応させて合成したZnSeからなる第1のシェル部をドット表面に被覆した。続いて、ZnS原料を連続注入法にて反応させて合成したZnSからなる第2のシェル部を第1のシェル部の表面に被覆した。このようにして生成されたコア/シェル構造のCdSe系量子ドットのトルエン分散体を、ガラス製のマイクロウェルプレート(容量1.5mL×96ウェル)の各ウェルに所定量(数十μL)ずつ注入した(ステップST2)。CdSe系量子ドットは、全てのウェルで同じ濃度である。 Subsequently, the surface of the CdSe-based quantum dot was coated with each shell of ZnS and ZnSe. For example, the dot surface was coated with a first shell portion made of ZnSe synthesized by reacting raw materials prepared by mixing a Zn source and an Se source by a continuous injection method. Subsequently, the surface of the first shell portion was coated with a second shell portion made of ZnS synthesized by reacting a ZnS raw material by a continuous injection method. The toluene dispersion of CdSe-based quantum dots having the core / shell structure thus generated was injected into each well of a glass microwell plate (capacity 1.5 mL × 96 wells) by a predetermined amount (tens of μL). (Step ST2). CdSe-based quantum dots have the same concentration in all wells.
次に、各CdSe系量子ドットに対して、表面改質処理を行った(ステップST3)。ここで、使用した表面改質種は、フルオロベンゼンチオール系2種類(C6H4F−SH、C6F5−SH)、フルオロアルカンアルコール系1種類((C6F13)(C2H4)OH)、パーフルオロカルボン酸系1種類((C7F15)COOH)、フルオロアルカンチオール系1種類((C8F17)(C2H4)SH)、フルオロアルカンアミン系2種類((C8F17)(C3H6)NH2、(C7F15)(CH2)NH2)、フルオロアルカンエステル系1種類((C6F13)(C2H4)OCOC(CH2)CH3)の計8種類を用いた。また、表面改質剤の濃度を5%、10%、及び20%の3種類とした。また表面改質処理中のトルエン濃度を3%、10%及び20%の3種類とした。濃度はいずれも質量%である。表面改質剤の溶媒としては、ヘキサフルオロメタキシレンを用いた。
Next, a surface modification treatment was performed on each CdSe-based quantum dot (step ST3). Here, the surface modification species used were fluorobenzene thiol two (C 6 H 4 F-SH , C 6 F 5 -SH), fluoroalkane alcohol one ((C 6 F 13) ( C 2 H 4 ) OH), one type of perfluorocarboxylic acid type ((C 7 F 15 ) COOH), one type of fluoroalkanethiol type ((C 8 F 17 ) (C 2 H 4 ) SH),
次に、インキュベーションを行った。このときのインキュベーション温度を、40℃に設定した。またインキュベーション時間を、3時間、あるいは、24時間とした。 Next, incubation was performed. The incubation temperature at this time was set to 40 ° C. The incubation time was 3 hours or 24 hours.
続いて、凝集剤としてトルエンを添加し(ステップST4)、凝集・沈降させて上澄み液を除去した(ステップST5)。 Subsequently, toluene was added as a flocculant (step ST4), and the mixture was flocculated / precipitated to remove the supernatant (step ST5).
このようにして得られた表面改質処理済みのCdSe系量子ドットを、分散媒としてのヘキサフルオロメタキシレンに混合し、評価サンプルを得た(ステップST6)。 The surface-modified CdSe-based quantum dots thus obtained were mixed with hexafluoromethaxylene as a dispersion medium to obtain an evaluation sample (step ST6).
そして、マイクロプレートリーダーにより、可視―紫外吸収分光分析及び蛍光分光分析を行い、量子ドットの分散性及び蛍光特性を評価した。 Then, using a microplate reader, visible-ultraviolet absorption spectroscopic analysis and fluorescence spectroscopic analysis were performed to evaluate the dispersibility and fluorescence characteristics of the quantum dots.
上記実験では、試料調整時に、量子ドットの濃度が各実験条件で同一になるように調製しているため、各評価サンプルを相的比較することが出来る。 In the above experiment, since the quantum dot concentration was adjusted to be the same under each experimental condition at the time of sample preparation, the evaluation samples can be compared with each other.
この実験では、トルエン分散した量子ドット(表面改質処理は行っていない)を基準サンプルとし、基準サンプルに対して各評価サンプルを相対評価した。 In this experiment, toluene-dispersed quantum dots (no surface modification treatment) was used as a reference sample, and each evaluation sample was relatively evaluated with respect to the reference sample.
まずは、可視―紫外吸収分光分析により得られた吸収スペクトルから、ベースラインと吸収ピークについて調べた。以下の表1は、インキュベーション時間を3時間とした、各評価サンプルの分散性の評価結果である。また、表2は、インキュベーション時間を24時間とした、各評価サンプルの分散性の評価結果である。 First, the baseline and the absorption peak were investigated from the absorption spectrum obtained by visible-ultraviolet absorption spectroscopy. Table 1 below shows the evaluation results of the dispersibility of each evaluation sample when the incubation time was 3 hours. Table 2 shows the evaluation results of the dispersibility of each evaluation sample with the incubation time of 24 hours.
表1、表2の縦軸には、添加した表面改質剤の種類が表示され、横軸上段には、表面改質処理中でのトルエン濃度(トルエン0%、トルエン3%、トルエン10%及びトルエン30%)が振られている。また横軸下段に示す5%、10%及び20%の数値は、表面改質剤の濃度を示している。
The vertical axis of Table 1 and Table 2 shows the type of the surface modifier added, and the upper row of the horizontal axis shows the toluene concentration during the surface modification treatment (
表1、表2に示す△は、ベースラインが基準サンプルよりも上昇したものを示している。ベースラインの上昇は、量子ドットが分散媒中で良好に分散せず凝集した状態であることを示している。 The triangles shown in Tables 1 and 2 indicate that the baseline was higher than that of the reference sample. The increase in the baseline indicates that the quantum dots are not well dispersed in the dispersion medium and are in an aggregated state.
また表1、表2に示す×は、量子ドットが溶解したか、あるいは、分相及び激しい凝集による量子ドットの偏析によりピーク消滅した状態を示している。 Further, x shown in Tables 1 and 2 indicates a state in which the quantum dots are dissolved or the peak disappears due to segregation of the quantum dots due to phase separation and vigorous aggregation.
一方、表1、表2に示す○は、ベースラインが基準サンプルと同等かそれ以下であり、且つ吸収ピークが基準サンプルと同等以上見られた評価サンプルを指す。 On the other hand, ◯ shown in Tables 1 and 2 indicates an evaluation sample whose baseline is equal to or less than that of the reference sample and whose absorption peak is equal to or more than that of the reference sample.
表1及び表2に示すように、8種類の表面改質剤のいずれにも、トルエン濃度及び表面改質剤の濃度を調整することで、基準サンプル以上の吸収スペクトルを維持したまま、分散媒であるヘキサフルオロメタキシレンに適切に分散させることができる条件が見つけられた。 As shown in Table 1 and Table 2, by adjusting the toluene concentration and the concentration of the surface modifying agent for all of the eight types of surface modifying agents, the dispersion medium was maintained while maintaining the absorption spectrum of the reference sample or higher. We have found conditions that allow proper dispersion in hexafluorometa-xylene.
また表1及び表2に示す実験結果により、インキュベーション時間を24時間以内に設定することが好ましい。またインキュベーション時間を3時間程度としても、好ましい分散性が得られていることから評価時間を短くすべくインキュベーション時間を3時間以内とすることがより好ましい。 Further, it is preferable to set the incubation time within 24 hours according to the experimental results shown in Table 1 and Table 2. Further, even if the incubation time is set to about 3 hours, it is more preferable to set the incubation time to 3 hours or less in order to shorten the evaluation time because the preferable dispersibility is obtained.
次に、蛍光分光分析により得られた蛍光スペクトルから、蛍光強度ついて調べた。以下の表3は、インキュベーション時間を3時間とした、各評価サンプルの蛍光特性の評価結果である。また、表4は、インキュベーション時間を24時間とした、各評価サンプルの蛍光強度の評価結果である。 Next, the fluorescence intensity was examined from the fluorescence spectrum obtained by the fluorescence spectroscopic analysis. Table 3 below shows the evaluation results of the fluorescence characteristics of each evaluation sample when the incubation time was 3 hours. Table 4 shows the evaluation results of the fluorescence intensity of each evaluation sample when the incubation time was 24 hours.
表3、表4の縦軸には、添加した表面改質剤の種類が表示され、横軸上段には、表面改質処理中でのトルエン濃度(トルエン0%、トルエン3%、トルエン10%及びトルエン30%)が振られている。また横軸下段に示す5%、10%及び20%の数値は、表面改質剤の濃度を示している。
The vertical axis of Tables 3 and 4 shows the type of the surface modifier added, and the upper row of the horizontal axis shows the toluene concentration during the surface modification treatment (
表3、表4に示す△は、基準サンプルと同程度の蛍光強度を示している。また表3、表4に示す×は、基準サンプルよりも蛍光強度が低いことを示している。また表3、表4に示す○は、基準サンプルよりも蛍光強度が高いことを示している。 The triangles shown in Tables 3 and 4 indicate the same fluorescence intensity as that of the reference sample. Further, x shown in Tables 3 and 4 indicates that the fluorescence intensity is lower than that of the reference sample. Further, ◯ shown in Tables 3 and 4 indicates that the fluorescence intensity is higher than that of the reference sample.
表3、表4に示すように、ペンタフルオロベンゼンチオール(C6F5−SH)及び、4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロウンデシルアミン((C8F17)(C3H6)NH2)は、いずれも発光しないことがわかった。 As shown in Tables 3 and 4, pentafluorobenzenethiol (C 6 F 5 —SH) and 4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10, It was found that none of 10,10-heptadecafluoroundecylamine ((C 8 F 17 ) (C 3 H 6 ) NH 2 ) emitted light.
また、表1から表4に示すように、フルオロベンゼンチオール(C6H4F−SH)は、インキュベーション時間が3時間、24時間に係らず、トルエン濃度が30%であり、表面改質剤濃度が5%〜20%の条件により、分散性及び蛍光強度に優れることがわかった。 Further, as shown in Tables 1 to 4, fluorobenzenethiol (C 6 H 4 F-SH) had a toluene concentration of 30% regardless of the incubation time of 3 hours and 24 hours, and had a surface modifier. It was found that the dispersibility and the fluorescence intensity were excellent under the condition that the concentration was 5% to 20%.
また、表1から表4に示すように、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8−トリデカフルオロ−1−オクタノール((C6F13)(C2H4)OH)は、インキュベーション時間が3時間、24時間に係らず、トルエン濃度が30%であり、表面改質剤濃度が5%〜20%の条件により、分散性及び蛍光強度に優れることがわかった。 Further, as shown in Tables 1 to 4, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8-tridecafluoro-1-octanol ((C 6 F 13 ). (C 2 H 4 ) OH) has dispersibility and fluorescence intensity depending on the conditions that the toluene concentration is 30% and the surface modifier concentration is 5% to 20% regardless of the incubation time of 3 hours and 24 hours. It turned out to be excellent.
また、表1から表4に示すように、パーフルオロオクタン酸((C7F15)COOH)は、インキュベーション時間が3時間、24時間に係らず、トルエン濃度が30%であり、表面改質剤濃度が5%の条件により、分散性及び蛍光強度に優れることがわかった。 In addition, as shown in Tables 1 to 4, perfluorooctanoic acid ((C 7 F 15 ) COOH) had a toluene concentration of 30% regardless of the incubation time of 3 hours and 24 hours, and the surface modification was performed. It was found that the dispersibility and the fluorescence intensity were excellent when the agent concentration was 5%.
また、表1から表4に示すように、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロ−1−デカンチオール((C8F17)(C2H4)SH)は、インキュベーション時間が3時間、24時間に係らず、トルエン濃度が30%であり、表面改質剤濃度が5%の条件により、分散性及び蛍光強度に優れることがわかった。 Further, as shown in Tables 1 to 4, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluoro- 1-decanethiol ((C 8 F 17 ) (C 2 H 4 ) SH) has a toluene concentration of 30% and a surface modifier concentration of 5% regardless of the incubation time of 3 hours and 24 hours. It was found that the dispersibility and the fluorescence intensity were excellent depending on the conditions.
また、表1及び表3に示すように、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−ペンタデカフルオロオクチルアミン((C7F15)(CH2)NH2)は、インキュベーション時間が3時間、24時間に係らず、トルエン濃度が3%であり、表面改質剤濃度が5%、10%の条件により、あるいは、トルエン濃度が10%であり、表面改質剤濃度が10%、20%の条件により、又は、トルエン濃度が30%であり、表面改質剤濃度が20%の条件により、分散性及び蛍光強度に優れることがわかった。 In addition, as shown in Tables 1 and 3, 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-pentadecafluorooctylamine ((C 7 F 15 ) (CH 2 ) NH 2 ) has a toluene concentration of 3% and a surface modifier concentration of 5% or 10% regardless of the incubation time of 3 hours or 24 hours, or Dispersibility and fluorescence intensity depending on the condition that the toluene concentration is 10% and the surface modifier concentration is 10% and 20%, or that the toluene concentration is 30% and the surface modifier concentration is 20%. It turned out to be excellent.
このように、ペンタデカフルオロオクチルアミン((C7F15)(CH2)NH2)を使用した場合、3%程度の低トルエン濃度から30%程度のトルエン濃度の幅広い範囲にて、表面改質剤濃度を5%〜20%程度の範囲内で調整することで、フッ素系溶媒に均一分散でき、しかも強い蛍光強度を得ることができるとわかった。 As described above, when pentadecafluorooctylamine ((C 7 F 15 ) (CH 2 ) NH 2 ) is used, the surface modification is performed in a wide range from a low toluene concentration of about 3% to a toluene concentration of about 30%. It was found that by adjusting the concentration of the substance in the range of about 5% to 20%, it was possible to uniformly disperse in the fluorine-based solvent and obtain a strong fluorescence intensity.
また、表1及び表3に示すように、プロピオン酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチル((C6F13)(C2H4)OCOC(CH2)CH3)は、インキュベーション時間が3時間のとき、トルエン濃度が3%であり、表面改質剤濃度が10%の条件により、あるいは、トルエン濃度が10%であり、表面改質剤濃度が5%、10%の条件により、又は、トルエン濃度が30%であり、表面改質剤濃度が5%〜20%の条件により、分散性及び蛍光強度に優れることがわかった。 Moreover, as shown in Table 1 and Table 3, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridecafluorooctyl propionate ((C 6 F 13 ) (C 2 H 4 ) OCOC (CH 2 ) CH 3 ) has a toluene concentration of 3% when the incubation time is 3 hours and the surface modifier concentration is 10%, or the toluene concentration is The dispersibility and the fluorescence intensity are 10% and the surface modifier concentration is 5% and 10%, or the toluene concentration is 30% and the surface modifier concentration is 5% to 20%. It turned out to be excellent.
また、表2及び表4に示すように、プロピオン酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチル((C6F13)(C2H4)OCOC(CH2)CH3)は、トルエン濃度が0%であり、表面改質剤濃度が10%の条件により、あるいは、トルエン濃度が3%であり、表面改質剤濃度が10%の条件により、あるいは、トルエン濃度が10%であり、表面改質剤濃度が5%、10%の条件により、又は、トルエン濃度が30%であり、表面改質剤濃度が5%〜20%の条件により、分散性及び蛍光強度に優れることがわかった。 In addition, as shown in Tables 2 and 4, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridecafluorooctyl propionate ((C 6 F 13 ) (C 2 H 4 ) OCOC (CH 2 ) CH 3 ) has a toluene concentration of 0%, a surface modifier concentration of 10%, or a toluene concentration of 3%. The agent concentration is 10%, or the toluene concentration is 10%, and the surface modifier concentration is 5%, 10%, or the toluene concentration is 30%, and the surface modifier concentration is It was found that the dispersibility and the fluorescence intensity were excellent under the condition of 5% to 20%.
上記の実験及び検討に要した時間は1日強であり、100程度の条件探索が可能であった。また、上記した実験手法と同様に、フッ素系溶媒に分散した量子ドットを用いて更にフッ素系高分子への量子ドットの分散を検討した。そして、量子ドットの凝集なしに、良好な蛍光強度を保ちつつフッ素系高分子へ分散させることが可能な条件を見出すことができた。 The time required for the above experiment and examination was a little over one day, and about 100 conditions could be searched. Further, similarly to the above-described experimental method, the quantum dots dispersed in the fluorine-based solvent were used to further investigate the dispersion of the quantum dots in the fluorine-based polymer. Then, it was possible to find a condition in which the quantum dots can be dispersed in the fluoropolymer while maintaining good fluorescence intensity without aggregation.
ところで、上記実験に使用したマイクロウェルプレートには96個のウェル(穴)がマトリクス状に配列されている。そこで実験では、マトリクス状の行方向(横方向)に並ぶウェルには、同じ表面改質剤を注入し、列方向(縦方向)に並ぶウェルには、異なる表面改質剤を注入した。すなわち上記した表1〜表4に示す○×△が示された各マスが各ウェルを示しており、表1〜表4に示すように、横方向に並ぶ各マスは、同じ表面改質剤での実験結果を示し、縦方向に並ぶ各マスは、異なる8種類の表面改質剤での実験結果を示している。 By the way, 96 wells (holes) are arranged in a matrix in the microwell plate used in the above experiment. Therefore, in the experiment, the same surface modifier was injected into the wells arranged in the matrix row direction (horizontal direction), and different surface modifiers were injected into the wells arranged in the column direction (vertical direction). That is, each of the masses indicated by ◯ Δ in Tables 1 to 4 represents each well, and as shown in Tables 1 to 4, each of the masses arranged in the lateral direction has the same surface modifier. The experimental results in Table 1 are shown, and each of the masses arranged in the vertical direction shows the experimental results with eight different types of surface modifiers.
また実験では、マトリクス状の列方向(縦方向)に並ぶウェルには、同じ表面改質条件(表面改質剤種以外)で揃え、行方向(横方向)に並ぶウェルには、表面改質条件(表面改質剤種以外)が異なるものとした。すなわち、表1〜表4に示すように、縦方向に並ぶ各マスは、同じ表面改質条件(表面改質剤種以外)での実験結果を示し、横方向に並ぶ各マスは、異なる表面改質条件(表面改質剤種以外)での実験結果を示している。 In addition, in the experiment, wells lined up in the matrix column direction (vertical direction) were aligned under the same surface modification conditions (other than the surface modifier type), and wells lined up in the row direction (horizontal direction) were surface modified. The conditions (other than the type of surface modifier) were different. That is, as shown in Tables 1 to 4, each mass arranged in the vertical direction shows the experimental result under the same surface modification condition (other than the surface modifier type), and each mass arranged in the horizontal direction has a different surface. The experimental results under modifying conditions (other than the type of surface modifier) are shown.
このように、表面改質剤と、表面改質条件とを行ごと、あるいは、列ごとに調整することで、管理を行いやすくなり、労力低減を効果的に図ることができる。 In this way, by adjusting the surface modifying agent and the surface modifying conditions for each row or each column, it becomes easy to manage and the labor can be effectively reduced.
[フロン系溶媒への分散のための表面改質剤における実験−2]
上記の実験―1で生成したCdSe系量子ドット原液3mLを、エタノール洗浄し、トルエン100μLに混合したQD液を用いて、以下の評価サンプルを生成した。
[Experiment on Surface Modification Agent for Dispersion in Freon Solvent-2]
3 mL of the CdSe-based quantum dot stock solution produced in the above Experiment-1 was washed with ethanol, and the QD solution mixed with 100 μL of toluene was used to produce the following evaluation sample.
(評価サンプル−1)
QD液を10μLごとに小分けして複数の収容部に注入し、続いて、溶媒50μL、デカンチオール(フルオロアルカンアミン系)5μL、及び、ウンデシルアミン(フルオロアルカンアミン)1μLの順に入れて、Vortexミキサーにて分散させた後、ろ過した。続いて、フッ素系樹脂溶液50μLを混合して乾燥させた。
(Evaluation sample-1)
The QD solution is subdivided into 10 μL each and injected into a plurality of storage parts, and then 50 μL of solvent, 5 μL of decanethiol (fluoroalkaneamine type), and 1 μL of undecylamine (fluoroalkaneamine) are added in this order, and Vortex is added. After dispersing with a mixer, it was filtered. Subsequently, 50 μL of the fluororesin solution was mixed and dried.
(評価サンプル−2)
QD液を10μLごとに小分けして複数の収容部に注入し、続いて、デカンチオール5μL、ウンデシルアミン1μL、及び、溶媒50μLの順に入れて、Vortexミキサーにて分散させた後、ろ過した。続いて、フッ素系樹脂溶液50μLを混合して乾燥させた。
(Evaluation sample-2)
The QD solution was divided into 10 μL aliquots and injected into a plurality of containers, and then 5 μL of decanethiol, 1 μL of undecylamine, and 50 μL of solvent were added in this order, and the mixture was dispersed with a Vortex mixer and then filtered. Subsequently, 50 μL of the fluororesin solution was mixed and dried.
各評価サンプルに入れた溶媒としては、ノベック(登録商標)7200(A)、FC72/ノベック7200(添加比率=1/1)(B)、及び、FC72(C)の3種類を用いた。 As the solvent put in each evaluation sample, three types of Novec (registered trademark) 7200 (A), FC72 / Novec 7200 (addition ratio = 1/1) (B), and FC72 (C) were used.
そして、各評価サンプルの吸光度、蛍光ピーク、蛍光面積、面積/吸光度及び、トルエン分散比を求めた。なお、FC72は、C6F14である。その実験結果が、以下の表5に示されている。 Then, the absorbance, fluorescence peak, fluorescence area, area / absorbance, and toluene dispersion ratio of each evaluation sample were obtained. The FC 72 is C 6 F 14 . The experimental results are shown in Table 5 below.
表5に示すトルエン分散とは、表面改質処理をしていないQD液である。表5の縦列に示す「1−A」の「1」とは、評価サンプル−1のことを示し、「A」は、溶媒であるノベック7200(A)を示している。他の縦列の表記もこれに準じて示されている。 The toluene dispersion shown in Table 5 is a QD liquid that has not been surface-modified. "1" of "1-A" shown in the column of Table 5 shows the evaluation sample-1 and "A" shows Novec 7200 (A) which is a solvent. The other column notations are shown accordingly.
表5に示すように、デカンチオールをウンデシルアミンよりも先に添加し、その後、溶媒で分散させた評価サンプル−2は、評価サンプル−1と比較して、吸光度を低くでき、蛍光ピークを同等にできることがわかった。 As shown in Table 5, in the evaluation sample-2 in which decanethiol was added before undecylamine and then dispersed in the solvent, the absorbance can be lowered and the fluorescence peak can be reduced as compared with the evaluation sample-1. It turned out that it can be made equal.
このように、デカンチオールとウンデシルアミンの2種類の表面改質剤を併用し、加えて添加順番を調整することで、フッ素系樹脂への分散性が良好でしかもトルエン分散の量子ドット(表面改質剤の添加なし)に比べて、高い蛍光強度を持つ表面改質条件を、本実施のスクリーニング方法により簡単かつスピーディに得ることができた。 In this way, by using two types of surface modifiers, decanethiol and undecylamine, together and adjusting the order of addition, quantum dots (surfaces) with good dispersibility in fluororesin and with toluene dispersion can be obtained. Surface modification conditions with high fluorescence intensity could be easily and speedily obtained by the screening method of the present invention, compared to the case (without addition of a modifier).
[フロン系溶媒への分散のための表面改質剤における実験−3]
上記の実験―1で生成したCdSe系量子ドット原液2.4mLを、エタノール7.2mLにて第1回の洗浄をし、エタノール3.2mLにて第2回の洗浄をしたのち、トルエン60μLに混合して得たQD液を用いて、以下の評価サンプルを生成した。
[Experiment on Surface Modification Agent for Dispersion in Freon Solvent-3]
2.4 mL of the CdSe-based quantum dot stock solution produced in the above Experiment-1 was washed with 7.2 mL of ethanol for the first time and then with 3.2 mL of ethanol for the second time, and then to 60 μL of toluene. The following evaluation samples were generated using the QD liquid obtained by mixing.
(評価サンプル−3)
QD液を50μLごとに小分けして複数の収容部に注入し、続いて、デカンチオール5μL、ウンデシルアミン1μL、及び、溶媒であるC6F14(250μL)(D)の順に入れて、Vortexミキサーにて分散させ、遠心させて分層させたのち、下層を抽出してろ過した。そして、フッ素系樹脂溶液250μLに混合させ、その後、乾燥させた。
(Evaluation sample-3)
The QD solution is subdivided into 50 μL each and injected into a plurality of containers. Then, 5 μL of decanethiol, 1 μL of undecylamine, and C 6 F 14 (250 μL) (D) as a solvent are added in this order, and Vortex is added. After dispersing with a mixer and centrifugation to separate the layers, the lower layer was extracted and filtered. Then, it was mixed with 250 μL of the fluororesin solution and then dried.
(評価サンプル−4)
QD液を10μLごとに小分けして複数の収容部に注入し、続いて、デカンチオール5μL、ウンデシルアミン2μL、及び、溶媒である(C3F7)3N(50μL)(E)の順に入れて、Vortexミキサーにて分散させ、遠心させて分層させたのち、下層を抽出してろ過した。そして、フッ素系樹脂溶液250μLに混合させ、その後、乾燥させた。
(Evaluation sample-4)
The QD solution was divided into 10 μL aliquots and injected into a plurality of containers, and then 5 μL of decanethiol, 2 μL of undecylamine, and (C 3 F 7 ) 3 N (50 μL) (E) in that order. The mixture was put in, dispersed by a Vortex mixer, centrifuged to separate the layers, and then the lower layer was extracted and filtered. Then, it was mixed with 250 μL of the fluororesin solution and then dried.
そして、各評価サンプルの吸光度、吸光ピーク、蛍光ピーク、蛍光面積、面積/吸光度を求めた。その実験結果が、以下の表6に示されている。 Then, the absorbance, the absorption peak, the fluorescence peak, the fluorescence area, and the area / absorbance of each evaluation sample were obtained. The experimental results are shown in Table 6 below.
表6に示す、3、4の表記は、評価サンプルの番号を示す。図2は、実験−3における評価サンプルの波長と吸光度との関係を示すグラフである。また、図3は、実験−3における評価サンプルの波長と強度との関係を示すグラフである。 The notations 3, 4 shown in Table 6 indicate the numbers of the evaluation samples. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the wavelength and the absorbance of the evaluation sample in Experiment-3. Further, FIG. 3 is a graph showing the relationship between the wavelength and the intensity of the evaluation sample in Experiment-3.
実験により、溶媒として(C3F7)3Nを用いた評価サンプル−4のほうが、評価サンプル−3に比べ蛍光面積を大きくでき強度が高く、また乾燥後の強度低下が小さいことがわかった。 Experiments more as a solvent for (C 3 F 7) 3 Evaluation Sample -4 with N is, the evaluation sample -3 large can high strength fluorescent area compared to, also been found that strength reduction after drying is less .
このように、デカンチオールとウンデシルアミンの2種類の表面改質剤を併用し、加えて溶媒を調整することで、フッ素系樹脂への分散性が良好でしかも高い蛍光強度を持つ表面改質条件を、本実施のスクリーニング方法により簡単かつスピーディに得ることができた。 Thus, by using two kinds of surface modifiers, decanethiol and undecylamine, together and adjusting the solvent, the surface modification with good dispersibility in the fluororesin and high fluorescence intensity is achieved. The conditions could be obtained easily and speedily by the screening method of the present embodiment.
本発明のナノ粒子のスクリーニング方法及びスクリーニングシステムによれば、従来に比べて表面改質条件の探索に要する時間を短縮でき、また、条件・評価の管理をしやすくなり労力を効果的に低減することができる。したがって、ナノ粒子を高分子などと組み合わせる際の適切な表面改質条件の探索を行うことができる。 According to the nanoparticle screening method and screening system of the present invention, the time required to search for surface modification conditions can be shortened as compared with the prior art, and the management of conditions / evaluations is facilitated and labor is effectively reduced. be able to. Therefore, it is possible to search for an appropriate surface modification condition when combining nanoparticles with a polymer or the like.
Claims (7)
ナノ粒子の表面改質処理を、前記収容部ごとに行うステップと、
全てのナノ粒子懸濁液に対して、同じ条件の下で、一度にインキュベーションを行うステップと、
各収容部内に分散媒を加えて、前記ナノ粒子と前記分散媒とを混合した評価サンプルを生成するステップと、
各収容部の前記評価サンプルに対して、光学分析により評価を行うステップと、
を有し、
前記収容部は、マトリクス状に配列されており、行列の一方に並ぶ前記収容部に対して、表面改質剤を揃えるとともに、行列の他方に並ぶ前記収容部に対して、前記表面改質剤を異なるものとし、前記行列の前記他方に並ぶ前記収容部に対して、表面改質剤種以外の表面改質処理条件を揃え、前記行列の前記一方に並ぶ前記収容部に対して、前記表面改質処理条件を異なるものとして、
前記表面改質剤と、前記表面改質処理条件とを、行ごと或いは列ごとに調整し、
複数の前記収容部に対向して配列された複数の発光ダイオードを光源として利用し、複数の前記収容部に対向して配列された複数の受光素子を受光部として利用し、
前記光源と前記受光素子とを前記収容容器に所定間隔離して対向配置して、前記評価を行うことを特徴とするナノ粒子のスクリーニング方法。 In each of the plurality of storage units provided in the storage container, a step of subdividing the nanoparticle suspension,
A step of performing a surface modification treatment of the nanoparticles for each of the accommodating parts,
Incubating all the nanoparticle suspensions under the same conditions at once,
Adding a dispersion medium in each accommodation part, and generating an evaluation sample in which the nanoparticles and the dispersion medium are mixed,
A step of performing an optical analysis on the evaluation sample of each container,
Have
The accommodating portions are arranged in a matrix, and the surface modifying agent is aligned with the accommodating portions arranged in one side of the matrix, and the surface modifying agent is arranged with respect to the accommodating portions arranged in the other side of the matrix. Different from each other, with respect to the accommodating portions arranged in the other side of the matrix, the surface modification treatment conditions other than the surface modifying agent species are aligned, and the surface of the accommodating portions arranged in the one side of the matrix is the surface. Assuming that the modification processing conditions are different,
The surface modifier and the surface modification treatment conditions are adjusted row by row or column by column,
Utilizing a plurality of light emitting diodes arranged facing the plurality of housing portions as a light source, using a plurality of light receiving elements arranged facing the plurality of housing portions as a light receiving portion,
A method for screening nanoparticles, wherein the light source and the light receiving element are placed in the storage container so as to be separated from each other by a predetermined distance and face each other, and the evaluation is performed.
前記収容部は、マトリクス状に配列されており、行列の一方に並ぶ前記収容部に対して、表面改質剤を揃えるとともに、行列の他方に並ぶ前記収容部に対して、前記表面改質剤を異なるものとし、前記行列の前記他方に並ぶ前記収容部に対して、表面改質剤種以外の表面改質処理条件を揃え、前記行列の前記一方に並ぶ前記収容部に対して、前記表面改質処理条件を異なるものとして、前記表面改質剤と、前記表面改質処理条件とは、行ごと或いは列ごとに調整され、
複数の前記収容部に対向して配列された複数の発光ダイオードを光源として利用し、複数の前記収容部に対向して配列された複数の受光素子を受光部として利用し、前記光源と前記受光素子とが前記収容容器に所定間隔離して対向配置されて、前記評価が行なわれることを特徴とするナノ粒子のスクリーニングシステム。 In each of the plurality of storage units provided in the storage container, the nanoparticle suspension is subdivided, the surface modification treatment of nanoparticles is performed for each storage unit, for all nanoparticle suspension Under the same conditions, incubation is performed at one time, a dispersion medium is added to each accommodation unit, an evaluation sample in which the nanoparticles and the dispersion medium are mixed is generated, and for each evaluation sample in each accommodation unit, And a screening system for nanoparticles evaluated by optical analysis,
The accommodating portions are arranged in a matrix, and the surface modifying agent is aligned with the accommodating portions arranged in one side of the matrix, and the surface modifying agent is arranged with respect to the accommodating portions arranged in the other side of the matrix. Different from each other, with respect to the accommodating portions arranged in the other side of the matrix, the surface modification treatment conditions other than the surface modifying agent species are aligned, and the surface of the accommodating portions arranged in the one side of the matrix is the surface. The surface modification agent and the surface modification treatment conditions are adjusted row by row or column by column, with different modification treatment conditions.
The plurality of light emitting diodes arranged facing the plurality of housing portions are used as a light source, and the plurality of light receiving elements arranged facing the plurality of housing portions are used as a light receiving portion. A nanoparticle screening system, characterized in that an element and a container are placed in the storage container so as to be separated from each other by a predetermined distance and face each other, and the evaluation is performed.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015169736A JP6684557B2 (en) | 2015-08-28 | 2015-08-28 | Nanoparticle screening method and screening system |
| PCT/JP2016/074273 WO2017038511A1 (en) | 2015-08-28 | 2016-08-19 | Nanoparticle screening method and screening system, and nanoparticles and production method therefor |
| CN201680049692.6A CN108291872A (en) | 2015-08-28 | 2016-08-19 | Nanoparticle screening method and screening system, and nanoparticle and production method thereof |
| US15/755,716 US10948412B2 (en) | 2015-08-28 | 2016-08-19 | Method and system for screening nanoparticle, and nanoparticle and method of producing the same |
| TW105127524A TWI716438B (en) | 2015-08-28 | 2016-08-26 | Nanoparticle screening method and screening system, and nanoparticle and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015169736A JP6684557B2 (en) | 2015-08-28 | 2015-08-28 | Nanoparticle screening method and screening system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017044672A JP2017044672A (en) | 2017-03-02 |
| JP6684557B2 true JP6684557B2 (en) | 2020-04-22 |
Family
ID=58211994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015169736A Active JP6684557B2 (en) | 2015-08-28 | 2015-08-28 | Nanoparticle screening method and screening system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6684557B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102270485B1 (en) * | 2018-12-20 | 2021-06-29 | 한국전자기술연구원 | Evaluation method for dispersion of particle |
| CN111795939B (en) * | 2020-07-21 | 2023-06-23 | 郑州安图生物工程股份有限公司 | Method for monitoring split charging uniformity of magnetic particle suspension |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1248869A2 (en) * | 2000-01-07 | 2002-10-16 | Transform Pharmaceuticals, Inc. | High-throughput formation, identification, and analysis of diverse solid-forms |
| JP2005325353A (en) * | 2004-04-27 | 2005-11-24 | Agfa Gevaert Nv | Method for improving quality of disperse formulation |
| JP2006076831A (en) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Kaneka Corp | Polymer-modified metal sulfide nanoparticle |
| JP2012514477A (en) * | 2009-01-09 | 2012-06-28 | イントレクソン コーポレイション | Genetic analysis of cells |
| WO2012161065A1 (en) * | 2011-05-23 | 2012-11-29 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Fine fluorescent particles comprising quantum dots coated with thin silica glass film, and process for producing same |
| WO2014203614A1 (en) * | 2013-06-19 | 2014-12-24 | コニカミノルタ株式会社 | Fluorescent nanoparticles for biomolecular staining and manufacturing method for same |
| US20160251680A1 (en) * | 2013-11-05 | 2016-09-01 | Clontech Laboratories, Inc. | Dry transfection compositions and methods for making and using the same |
-
2015
- 2015-08-28 JP JP2015169736A patent/JP6684557B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2017044672A (en) | 2017-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sancataldo et al. | Nile Red lifetime reveals microplastic identity | |
| Pallaoro et al. | Rapid identification by surface-enhanced Raman spectroscopy of cancer cells at low concentrations flowing in a microfluidic channel | |
| US9304129B2 (en) | Devices, systems, and methods for conducting assays with improved sensitivity using sedimentation | |
| Sancataldo et al. | Identification of microplastics using 4‐dimethylamino‐4′‐nitrostilbene solvatochromic fluorescence | |
| CN1231758C (en) | Method of manipulating microcarriers for identification purposes | |
| Salmon et al. | Monitoring early‐stage nanoparticle assembly in microdroplets by optical spectroscopy and SERS | |
| Tokumasu et al. | X-ray fluorescence imaging of frozen aqueous NaCl solutions | |
| JP6684557B2 (en) | Nanoparticle screening method and screening system | |
| Zhang et al. | Reproducible fabrication of gold nanostar monolayers for surface‐enhanced Raman spectroscopy‐based trace detection | |
| Varol et al. | Fluorescence methods to probe mass transport and sensing in solid-state nanoporous membranes | |
| Erkens et al. | Hyperspectral detection of the fluorescence shift between chirality-sorted empty and water-filled single-wall carbon nanotube enantiomers | |
| Wan et al. | Dual-function UiO-66/AgNPs/TiO2 SERS substrate with photocatalytic self-cleaning for recyclable detection of thiram | |
| Rezvani et al. | Separation of indium phosphide/zinc sulfide core–shell quantum dots from shelling byproducts through multistep agglomeration | |
| WO2017038511A1 (en) | Nanoparticle screening method and screening system, and nanoparticles and production method therefor | |
| JP6651310B2 (en) | Nanoparticle and method for producing the same | |
| Islam et al. | Accelerated Growth in Laser‐Trapped MAPbBr3 Perovskite Crystals | |
| Tsukahara | Recent analytical methodologies on equilibrium, kinetics, and dynamics at liquid/liquid interface | |
| Keya et al. | Radial alignment of microtubules through tubulin polymerization in an evaporating droplet | |
| KR101060199B1 (en) | LCMWRFWMS based new drug candidate screening method and new drug candidate screening device | |
| Moser et al. | Microsphere sedimentation arrays for multiplexed bioanalytics | |
| Yang et al. | Preparation of encoded bar-like core-shell microparticles on a microfluidic chip | |
| Birch et al. | Nanometrology | |
| Ponzio et al. | Crosslinked polymer nanoparticles containing single conjugated polymer chains | |
| US8124943B1 (en) | Methods and systems for altering fluorescent intensities of a plurality of particles | |
| Nitahara et al. | Three-dimensional Raman spectroscopic imaging of protein crystals deposited on a nanodroplet |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426 Effective date: 20151021 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20151021 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180828 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20180828 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190702 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190829 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191105 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191226 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200303 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200330 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6684557 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |