JP7515137B2 - ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体、発光ナノ粒子、細胞の検出方法、動物の治療方法、医療装置、及びケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体、ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体の製造方法、発光ナノ粒子、細胞の検出方法、動物の治療方法、及び、医療装置に関する。

近年、がん細胞などの腫瘍を、生体親和性の高いマーカー材料によって細胞レベルで高感度に検出する技術が求められている。

特許文献１には、バイオイメージング材料として、二光子吸収性及び蛍光性を有する色素とデンドロンとが結合した水溶性デンドリマーからなる二光子吸収材料が記載されている。

特許文献２には、量子ドットの表面が、疎水性基と極性基とを含む界面活性剤型重合開始剤により被覆されてなる水分散性量子ドットを、生体内バイオイメージング用粒子として用いることが記載されている。

特許文献３には、界面活性剤により保護されたコア又はコア／シェル構造の疎水性無機物ナノ粒子に、炭素数８～２０個の炭化水素鎖によりチオール基と親水基とが結合された有機配位子を１～３０当量添加して界面活性剤を部分的に置換し、ナノ粒子の表面に金属チオラート（Ｍ－Ｓ）結合を形成することによって、一部分だけが親水性に表面改質され、無極性有機溶媒で個別分散性を維持する疎水性ナノ粒子を製造する段階等を含む、バイオイメージングナノ粒子の製造方法が記載されている。

特許文献４には、赤外光等のエネルギーが低い光を励起光として用い、可視光の蛍光を得る現象であるアップコンバージョン特性を有する蛍光粒子であって、蛍光粒子の材質が、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｒ^３＋，Ｙｂ^３＋、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｒ^３＋、ＮａＹＦ_４：Ｅｒ^３＋，Ｙｂ^３＋のうちいずれか１種、またいずれか２種以上の組み合わせである、バイオイメージングに用いられる蛍光粒子が記載されている。

特許文献５には、平均粒子径が１～２０ｎｍである半導体ナノ粒子であって、それを構成する主要成分原子と等価の価電子配置をもつ異種原子もしくは当該異種原子の原子対をドーパントとして含有し、かつ当該ドーパントが半導体ナノ粒子表面又はその近傍に分布している、分子・細胞イメージングに用いる半導体ナノ粒子が記載されている。

特許文献６には、第１の蛍光物質と、該第１の蛍光物質と識別可能な励起／発光特性を有する第２の蛍光物質とを含む蛍光物質内包ナノ粒子を含む病理診断用蛍光標識剤が記載されている。

特許文献７には、希土類蛍光錯体を含有してなる希土類蛍光錯体含有シリカ粒子からなる蛍光標識剤、標的分子測定用キットが記載されている。

また、非特許文献１～４にも、量子ドットや蛍光色素などをバイオイメージングに用いることが記載されている。

上述のとおり、近年、がん細胞などの腫瘍を、生体親和性の高いマーカー材料によって細胞レベルで高感度に検出する技術が求められている。例えば、細胞のがん化においては、形態変化が起こる前に、分子レベルの活動変化が起こる。例えば、がん細胞は、正常細胞に比べ、ブドウ糖を多量に消費する傾向にある。同時に、細胞膜上に葉酸受容体が過剰発現するため、葉酸分子を特異的に結合・取込する傾向にある。このような細胞の分子レベル変化を、高精度に画像化することができれば、がん細胞などの超早期診断を実現することが可能となる。

しかし、画像化のためのイメージング材料として、有機分子を用いた場合、劣化・退色速度が速く、例えば、蛍光観察下における数十分間の光照射によって、発光粒子が消光するなどの問題があった。また、バイオイメージング材料として、量子ドットなどの無機材料を用いた場合には、カドミウムのような毒性の高い元素が含まれる場合があり、生体適合性などの問題があった。

そこで、本発明者らは、発光性の分子又はイオンを無機材料で包接した複合粒子を創製し、発光安定性及び耐光性を備え、生体毒性の低い、発光ナノ粒子を開発した（特許文献８）。

特開２０１０－１３３８８７号公報 特開２００９－１９０９７６号公報 特開２００９－１０７１０６号公報 特開２０１３－１４６５１号公報 国際公開第２００９／０６６５４８号 特開２０１３－５７０３７号公報 国際公開第２００５／０２３９６１号 国際公開第２０１７／１７０５３１号

"Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｉｍａｇｉｎｇ ｏｆ ｖｉａｂｌｅ ｃａｎｃｅｒ ｃｅｌｌｓ ｗｉｔｈ ｐＨ－ａｃｔｉｖａｔａｂｌｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｐｒｏｂｅｓ " Ｎａｔｕｒｅ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ １５， １０４ （２００９） "Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｏｔ Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇａｔｅｓ ｆｏｒ Ｕｌｔｒａｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｎｏｎｉｓｏｔｏｐｉｃ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．" Ｓｃｉｅｎｃｅ ２８１， ２０１６ （１９９８） "Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ－Ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ： Ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｔｅｍｐｌａｔｉｎｇ ｏｆ Ｆｏｒｍ ａｎｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ． " Ａｃｃｏｕｎｔｓ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ４３， １７３ （２０１０） "Ｍｕｌｔｉｍｏｄａｌ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｃｏｒｅ－Ｓｈｅｌｌ Ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｆｏｒ Ｔａｒｇｅｔｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ ｏｆ Ｔｕｍｏｒ Ｃｅｌｌｓ．" Ｃｈｅｍ． Ｅｕｒ． Ｊ．， １５， ３５７７ （２００９）

感度の良いバイオイメージングのためには、発光粒子の発光強度が高いことが望ましいが、特許文献８では、発光性分子・イオンの凝集や発光性分子の量が少ないことにより発光強度が低下してしまう場合がある。
なお、発光強度が高いことはバイオイメージング以外の用途においても同様に求められ、発光性分子・イオンの凝集や発光物質の量が少ないことにより発光強度が低下するという問題は、バイオイメージング以外の用途においても同様に存在する。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、発光強度が高く発光粒子として使用できるケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体、これを用いた発光ナノ粒子、細胞の検出方法、動物の治療方法、医療装置、及びケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、ケイ素元素（Ｓｉ）及び酸素元素（Ｏ）を含有するケイ酸塩系基材と、希土類化合物とを含み、希土類化合物は、希土類元素の塩化物及び希土類元素のフッ化物から選択される少なくとも一種を含み、ケイ酸塩系基材が、固体^２９Ｓｉ－ＮＭＲスペクトルにおける、Ｓｉ（ＯＳｉ）_４に由来するピーク面積をＱ_４とし、ＨＯ－Ｓｉ（ＯＳｉ）_３に由来するピーク面積をＱ_３としたときの、Ｑ_４／Ｑ_３が１．６～３．９である、ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体とすることで、Ｅｕ等の発光性の希土類元素の量が十分になり、且つ、発光性の希土類のイオンの凝集が抑制され、蛍光強度が高くなることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、以下の構成を有するものである。

［１］ ケイ素元素（Ｓｉ）及び酸素元素（Ｏ）を含有するケイ酸塩系基材と、希土類化合物とを含み、
前記希土類化合物は、希土類元素の塩化物及び希土類元素のフッ化物から選択される少なくとも一種を含み、
前記ケイ酸塩系基材が、固体^２９Ｓｉ－ＮＭＲスペクトルにおける、Ｓｉ（ＯＳｉ）_４に由来するピーク面積をＱ_４とし、ＨＯ－Ｓｉ（ＯＳｉ）_３に由来するピーク面積をＱ_３としたときの、Ｑ_４／Ｑ_３が１．６～３．９である、ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。

［２］ 前記希土類元素が、ユーロピウム（Ｅｕ）及びテルビウム（Ｔｂ）の少なくとも一方である、上記［１］に記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。

［３］ 前記希土類化合物が、下記化学式（１）～（４）で表される化合物から選択される少なくとも一種の化合物を含む、上記［２］に記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。
ＥｕＣｌ_ｘ ・・・（１）
Ｅｕ（ＯＨ）_２ ・・・（２）
Ｅｕ（ＯＨ）_２Ｃｌ・・・（３）
ＥｕＯＣｌ ・・・（４）
（式（１）中、ｘは０．０５以上５以下である。）

［４］ 前記希土類化合物が、粉末Ｘ線回折パターンにおいて、回折角度（２θ）が３４．３～３６．１°の範囲に第１回折ピークを有し該第１回折ピークの半価幅が１．８°以下であるか、及び／又は、回折角度（２θ）が２８．６～２９．６°の範囲に第２回折ピーク及び回折角度（２θ）が３６．８～３８．４°の範囲に第３回折ピークを有し該第２回折ピークの半価幅が１．０°以下であり該第３回折ピークの半価幅が１．６°以下である、上記［３］に記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。

［５］ 前記希土類化合物が、下記化学式（５）又は（６）で表される化合物並びに前記化学式（５）及び前記化学式（６）で表される化合物から選択される少なくとも一種の化合物と非晶質シリカとの混晶から選択される少なくとも一種を含む、上記［２］に記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。
ＥｕＯＦ ・・・（５）
ＥｕＦ_３ ・・・（６）

［６］ 前記希土類化合物が、粉末Ｘ線回折パターンにおいて、回折角度（２θ）が２６．６～２８．６°の範囲に第４回折ピーク、回折角度（２θ）が４４．８～４６．８°の範囲に第５回折ピーク及び回折角度（２θ）が２４．３～２６．３の範囲に第６回折ピークを有し、前記第４回折ピークの半価幅が０．３°以下であり、前記第５回折ピークの半価幅が０．５７°以下であり、前記第６回折ピークの半価幅が０．２２°以下であるか、及び／又は、前記第４回折ピーク、前記第５回折ピーク及び回折角度（２θ）が３０．８～３２．８°の範囲に第７回折ピークを有し、前記第４回折ピークの半価幅が０．３°以下であり、前記第５回折ピークの半価幅が０．５７°以下であり、前記第７回折ピークの半価幅が０．３８°以下である、上記［５］に記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。

［７］ 前記希土類元素は、前記ケイ酸塩系基材の表面に存在する、上記［１］～［６］のいずれか１つに記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。

［８］ 表面に炭素元素を含有する分子を含む、上記［１］～［７］のいずれか１つに記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。

［９］ ケイ素元素と希土類元素との合計モル数に対する希土類元素のモル数の割合が、０．１モル％以上７モル％以下である、上記［１］～［８］のいずれか１つに記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。

［１０］ 前記ケイ酸塩系基材が、シリカ又はケイ酸塩からなる基材である、上記［１］～［９］のいずれか１つに記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。

［１１］ 前記ケイ酸塩系基材が、非晶質体である、上記［１］～［１０］のいずれか１つに記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。

［１２］ 前記ケイ酸塩系基材が、平均粒径が５０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の粉末である、上記［１］～［１１］のいずれか１つに記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。

［１３］ 上記［１２］に記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体からなり、前記希土類化合物が発光物質である、発光ナノ粒子。

［１４］ バイオイメージングに用いられる、上記［１３］に記載の発光ナノ粒子。

［１５］ 上記［１３］に記載の発光ナノ粒子を細胞内に取り込ませ、前記発光ナノ粒子に光を照射し、前記細胞を観察する工程を有する、細胞の検出方法。

［１６］ ヒトを除く動物の治療方法であって、上記［１３］に記載の発光ナノ粒子を前記動物に投与し、前記発光ナノ粒子に光を照射し、前記動物を治療する工程を有する、治療方法。

［１７］ 体内細胞の検査を行う検査部、前記体内細胞の診断を行う診断部、及び／又は前記体内細胞の治療を行う治療部を備え、
前記検査、前記診断、及び／又は前記治療を行う際に、上記［１３］に記載の発光ナノ粒子を体内細胞内に投入し、前記発光ナノ粒子に光を照射する光照射部をさらに備える、医療装置。

［１８］ 上記［１］～［１２］のいずれか１つに記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体の製造方法であって、
前記ケイ酸塩系基材と希土類化合物の原料とを混合し、固相メカノケミカル反応させる工程を含み、
前記ケイ酸塩系基材が、固体^２９Ｓｉ－ＮＭＲスペクトルにおける、Ｓｉ（ＯＳｉ）_４に由来するピーク面積をＱ_４とし、ＨＯ－Ｓｉ（ＯＳｉ）_３に由来するピーク面積をＱ_３としたときの、Ｑ_４／Ｑ_３が１．６～３．９である、ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体の製造方法。

［１９］ 上記［１］～［１２］のいずれか１つに記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体の製造方法であって、
塩基性雰囲気中で、前記ケイ酸塩系基材の表面を溶解する工程と、
該表面を溶解したケイ酸塩系基材に、前記希土類化合物の原料を反応させる工程とを含み、
前記ケイ酸塩系基材が、固体^２９Ｓｉ－ＮＭＲスペクトルにおける、Ｓｉ（ＯＳｉ）_４に由来するピーク面積をＱ_４とし、ＨＯ－Ｓｉ（ＯＳｉ）_３に由来するピーク面積をＱ_３としたときの、Ｑ_４／Ｑ_３が１．６～３．９である、ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体の製造方法。

［２０］ 下記化学式（５）及び下記化学式（６）で表される化合物から選択される少なくとも一種と、非晶質シリカとの混晶であって、
粉末Ｘ線回折パターンにおいて、回折角度（２θ）が２６．６～２８．６°の範囲に第４回折ピーク、回折角度（２θ）が４４．８～４６．８°の範囲に第５回折ピーク及び回折角度（２θ）が２４．３～２６．３の範囲に第６回折ピークを有し、前記第４回折ピークの半価幅が０．３°以下であり、前記第５回折ピークの半価幅が０．５７°以下であり、前記第６回折ピークの半価幅が０．２２°以下であるか、及び／又は、前記第４回折ピーク、前記第５回折ピーク及び回折角度（２θ）が３０．８～３２．８°の範囲に第７回折ピークを有し、前記第４回折ピークの半価幅が０．３°以下であり、前記第５回折ピークの半価幅が０．５７°以下であり、前記第７回折ピークの半価幅が０．３８°以下である混晶。
ＥｕＯＦ ・・・（５）
ＥｕＦ_３ ・・・（６）

本発明によれば、発光強度が高く発光粒子として使用できるケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体、これを用いた発光ナノ粒子、細胞の検出方法、動物の治療方法、医療装置、及びケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体の製造方法を提供することができる。

ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体の一例を示す模式的断面図である。 ケイ酸塩系基材の固体^２９Ｓｉ－ＮＭＲスペクトルである。 ケイ酸塩系基材の粉末Ｘ線回折パターンである。 ケイ酸塩系基材の電界放出型走査型電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）による平均粒子径の測定結果である。 メカノケミカル法による製造方法に用いた製造装置を説明する模式的側面図である。 実施例及び比較例の粒子の粉末Ｘ線回折パターンである。 実施例の粒子の励起スペクトル及び蛍光スペクトルである。 実施例の粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察像である。 実施例の粒子の電界放出型走査型電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）観察による平均粒子径の算出結果である。 実施例の粒子の粉末Ｘ線回折パターンである。 実施例及び比較例の細胞密度の測定結果を示す図である。 実施例及び比較例の蛍光強度（ＰＬ）の測定結果を示す図である。 実施例及び比較例の蛍光強度（ＰＬ）の測定結果を示す図である。 気相法による製造方法を説明する模式的側面図である。 実施例の粒子の粉末Ｘ線回折パターンである。 実施例及び比較例の粒子の粉末Ｘ線回折パターンである。 実施例の粒子の蛍光スペクトルである。

以下、本発明について、詳細に説明する。
＜ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体＞
本発明のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体は、ケイ素元素（Ｓｉ）及び酸素元素（Ｏ）を含有するケイ酸塩系基材と、希土類化合物とを含む。そして、希土類化合物は、希土類元素の塩化物及び希土類元素のフッ化物から選択される少なくとも一種を含む。また、ケイ酸塩系基材は、固体^２９Ｓｉ－ＮＭＲスペクトルにおける、Ｓｉ（ＯＳｉ）_４に由来するピーク面積をＱ_４とし、ＨＯ－Ｓｉ（ＯＳｉ）_３に由来するピーク面積をＱ_３としたときの、Ｑ_４／Ｑ_３が１．６～３．９である。

このように、特定のケイ酸塩系基材と、希土類元素の塩化物や希土類元素のフッ化物を含む希土類化合物との複合体とすることにより、後述する実施例に示すように、発光物質である希土類元素イオンの凝集が抑制され且つ希土類元素のケイ酸塩系基材への担持量が適度なため、蛍光強度（発光強度）が高い。一方、Ｑ_４／Ｑ_３が１．６未満の場合、希土類元素の担持量が多いため凝集し蛍光強度が低下する。また、Ｑ_４／Ｑ_３が３．９より大きい場合、希土類元素の化合物の担持量が少ないため蛍光強度が低下する。

「ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体」とは、ケイ酸塩系基材と希土類化合物とを混合した単なる混合物ではなく、例えば、ケイ酸塩系基材の表面に希土類化合物が存在する構造体であって、ケイ酸塩系基材のシラノール基やシロキサン結合の酸素原子と、希土類化合物を構成する希土類イオンとが、配位結合等、何らかの化学結合をしている構造体である。

希土類化合物を構成する希土類イオンは、特に限定されないが、三価のＣｅ、四価のＣｅ、三価のＰｒ、三価のＮｄ、三価のＰｍ、三価のＳｍ、二価のＥｕ、三価のＥｕ、三価のＧｄ、三価のＴｂ、三価のＤｙ、三価のＨｏ、三価のＥｒ、三価のＴｍ、三価のＹｂ、三価のＬｕ、及び、三価のＴｂからなる群から選択される少なくとも一種が好ましい。これらはいずれも発光物質である。中でも、三価のＥｕであるＥｕ^３＋が好ましい。Ｅｕ^３＋は可視光領域で励起及び発光するためである。例えば、ユーロピウム化合物の結晶体は、可視光領域で励起及び発光し、励起波長λ_ｅｘは例えば３９５ｎｍや４６４ｎｍであり、蛍光波長λ_ｅｍは例えば６１５ｎｍである。

希土類化合物は、非晶質体でもよいが、結晶体であることが好ましい。結晶体であると、非晶質体と比べて塩化物イオンやフッ化物イオン等のイオンが溶出し難いため、イオンの溶出により生じる悪影響が抑制される。このため、細胞毒性が低く、バイオイメージングに好ましく用いることができる。

ケイ酸塩系基材は、ケイ素元素（Ｓｉ）及び酸素元素（Ｏ）を含有するものである。ケイ酸塩系基材のＳｉに対するＯのモル比（Ｏ／Ｓｉ）は、２．０～２．２が好ましい。ケイ酸塩系基材は、ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体の骨格となる材料である。ケイ酸塩系基材としては、シリカ等の酸化ケイ素や、ケイ酸塩からなる基材が挙げられ、これらは結晶体でもよいが、生体毒性の観点からは非晶質体が好ましい。

また、ケイ酸塩系基材は、固体^２９Ｓｉ－ＮＭＲスペクトルにおける、Ｓｉ（ＯＳｉ）_４に由来するピーク面積をＱ_４とし、ＨＯ－Ｓｉ（ＯＳｉ）_３に由来するピーク面積をＱ_３としたときの、Ｑ_４／Ｑ_３が１．６～３．９である。Ｑ_４／Ｑ_３は、好ましくは２．０～３．９であり、より好ましくは２．２～２．６である。

このようなケイ素元素（Ｓｉ）及び酸素元素（Ｏ）を含有し、Ｑ_４／Ｑ_３が１．６～３．９であるケイ酸塩系基材は、従来公知のスート法によるシリカガラスの製造法（例えばＶＡＤ（Ｖａｐｏｒ ｐｈａｓｅ Ａｘｉａｌ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によるシリカガラスの製造法）において生じる粒子状物質（スート体や副生成物）として、得ることができる。
例えば、四塩化珪素を原料とし、酸素・水素火炎中にて加水分解反応させ、多孔質合成石英ガラス（スート体）としてシリカガラスを製造する際、酸素・水素火炎中にて加水分解反応した後、火炎より脱離し多孔質合成石英ガラスとならなかった粒子が、上記ケイ酸塩系基材になり得る。
上記製造の条件を調整することにより、上記ケイ酸塩系基材が得られる。例えば、原料である四塩化珪素を酸素・水素火炎バーナーの中心部へ導入し、火炎温度帯長さと、酸素・水素ガスのガスバランスを調整する。具体的には、例えば、１０００℃以上の火炎温度帯長さ：１００ｍｍ以上８００ｍｍ以下、水素と酸素の体積比（Ｈ_２／Ｏ_２）：１．０以上２．５以下の範囲内で、核生成や粒成長を調整する。火炎温度帯長さを長くするとＱ_４／Ｑ_３が大きくなる傾向があり、Ｈ_２／Ｏ_２を大きくするとＱ_４／Ｑ_３が小さくなる傾向がある。

ケイ酸塩系基材の形状は特に限定されず、例えば、球状（粉末状）でも板状でもよいが、細胞毒性が低いため球状であることが好ましい。また、ケイ酸塩系基材の大きさも特に限定されない。
ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体をバイオイメージングに用いる場合は、細胞毒性の観点から、ケイ酸塩系基材は、球状で、平均粒子径が５０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下であり、非晶質体であることが好ましい。

ケイ酸塩系基材が球状の場合は、ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体の一例を示す模式的断面図である図１に示すように、ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体（以下「複合体」とも記載する）は、ケイ酸塩系基材１の表面に希土類化合物２が被覆された構造体である。また、板状のケイ酸塩系基材を用いた場合は、板状のケイ酸塩系基材の表面の少なくとも一部に、希土類化合物２が被覆した複合体となる。
ケイ酸塩系基材１上に被覆された希土類化合物２からなる層の厚さは特に限定されないが、例えば、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下であり、１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下が好ましい。
なお、図１においては、球状のケイ酸塩系基材１の表面全体に、希土類化合物２が被覆した複合体を記載したが、希土類化合物２は、ケイ酸塩系基材１の表面の少なくとも一部に存在すればよい。

複合体中において、ケイ素元素と希土類元素との合計モル数に対する希土類元素のモル数の割合（希土類元素のモル数／（希土類元素のモル数＋Ｓｉのモル数））が、０．１モル％以上７モル％以下であることが好ましく、４モル％以上７モル％以下であることがより好ましい。

希土類化合物が、希土類元素の塩化物を含む場合は、希土類化合物は、例えば、下記化学式（１）～（４）で表される化合物を含む。
ＥｕＣｌ_ｘ ・・・（１）
Ｅｕ（ＯＨ）_２ ・・・（２）
Ｅｕ（ＯＨ）_２Ｃｌ・・・（３）
ＥｕＯＣｌ ・・・（４）
（式（１）中、ｘは０．０５以上５以下である。）

また、上記化学式（１）～（４）で表される化合物は、粉末Ｘ線回折パターンにおいて、回折角度（２θ）が３４．３～３６．１°の範囲に第１回折ピークを有し該第１回折ピークの半価幅が１．８°以下であるか、及び／又は、回折角度（２θ）が２８．６～２９．６°の範囲に第２回折ピーク及び回折角度（２θ）が３６．８～３８．４°の範囲に第３回折ピークを有し該第２回折ピークの半価幅が１．０°以下であり該第３回折ピークの半価幅が１．６°以下であることが好ましい。
化学式（１）～（４）で表される化合物は、回折角度（２θ）が３４．３～３６．１°の範囲に第１回折ピークを有し該第１回折ピークの半価幅が１．８°以下であってもよいし、回折角度（２θ）が２８．６～２９．６°の範囲に第２回折ピーク及び回折角度（２θ）が３６．８～３８．４°の範囲に第３回折ピーク（２θ）を有し該第２回折ピークの半価幅が１．０°以下であり第３回折ピークの半価幅が１．６°以下であってもよいし、また、回折角度（２θ）が３４．３～３６．１°の範囲に第１回折ピークを有し該第１回折ピークの半価幅が１．８°以下であり且つ回折角度（２θ）が２８．６～２９．６°の範囲に第２回折ピーク及び回折角度（２θ）が３６．８～３８．４°の範囲に第３回折ピーク（２θ）を有し該第２回折ピークの半価幅が１．０°以下であり第３回折ピークの半価幅が１．６°以下あってもよい。
第１回折ピークの半価幅は１．１°以下であることが好ましい。第２回折ピークの半価幅は０．６°以下であることが好ましい。第３回折ピークの半価幅は、１．０°以下であることが好ましい。
第１回折ピークは、化学式（１）又は（２）で表される化合物の結晶体に由来する。また、第２回折ピーク及び第３回折ピークは、化学式（３）又は（４）で表される化合物の結晶体に由来する。
化学式（１）中、ｘは、０．２以上０．６以下が好ましい。

「回折角度（２θ）がａ～ｂ°の範囲に回折ピークを有する」とは、その回折ピークのピークトップ位置（回折ピークトップ位置）が、ａ°～ｂ°の範囲内に含まれていることを意味する。したがって、例えばブロードなピークにおいてピークの端部から端部までの全てがａ°～ｂ°の範囲内に含まれている必要はない。

また、本発明のユーロピウム化合物の結晶体は、上記特定の回折ピーク以外の、他のピークを有していてもよい。
例えば、化学式（１）又は（２）で表される化合物の場合は、回折角度（２θ）が２５．９～２６．５°の範囲及び回折角度（２θ）が３１．６～３２．２°の範囲にも回折ピークを有していてもよい。回折角度（２θ）が２５．９～２６．５°の範囲の回折ピーク及び回折角度（２θ）が３１．６～３２．２°範囲の回折ピークは、それぞれ半価幅が０．６°以下であることが好ましく、０．４°以下であることがさらに好ましい。
また、化学式（３）又は（４）で表される化合物の結晶体の場合は、回折角度（２θ）が３９．０～４０．２°の範囲にも回折ピークを有していてもよい。回折角度（２θ）が３９．０～４０．２の範囲の回折ピークの半価幅は、１．２°以下であることが好ましく、０．８°以下であることがさらに好ましい。

従来、上記化学式（１）～（４）で表される化合物の結晶体は知られていなかった。しかしながら、詳しくは後述するが、特定のケイ酸塩系基材と塩化ユーロピウム（III）六水和物とを用い、特定条件で固相メカノケミカル反応させることにより、上記特定の回折ピークを有する上記化学式（１）～（４）で表される化合物の結晶が得られた。
なお、「結晶体」とは、非晶質体ではないものであり、下記式（７）で表される結晶化度が０より大きいものである。結晶化度は、０．１０より大きいものであることが好ましい。
結晶化度＝｛結晶回折ピーク面積／アモルファスハロー回折ピーク面積｝・・・（７）
（式（７）中、「結晶回折ピーク面積」とは、２θ＝２０～５５°における結晶由来の回折ピークの面積の和であり、「アモルファスハロー回折ピーク面積」とは、２θ＝２０～５５°において、観測されたすべての回折ピークの面積の和から結晶回折ピーク面積を引いた値である。）

希土類化合物は、希土類元素のフッ化物を含む場合は、希土類化合物は、例えば、下記化学式（５）又は（６）で表される化合物を含む。また、下記化学式（５）及び（６）で表される化合物から選択される少なくとも一種の化合物と、ケイ酸塩系基材に由来するシリカとの混晶でもよい。
ＥｕＯＦ ・・・（５）
ＥｕＦ_３ ・・・（６）

また、上記化学式（５）又は（６）で表される化合物は、粉末Ｘ線回折パターンにおいて、回折角度（２θ）が２６．６～２８．６°の範囲に第４回折ピーク、回折角度（２θ）が４４．８～４６．８°の範囲に第５回折ピーク及び回折角度（２θ）が２４．３～２６．３の範囲に第６回折ピークを有し、第４回折ピークの半価幅が０．３°以下であり、第５回折ピークの半価幅が０．５７°以下であり、第６回折ピークの半価幅が０．２２°以下であるか、及び／又は、第４回折ピーク、第５回折ピーク及び回折角度（２θ）が３０．８～３２．８°の範囲に第７回折ピークを有し、第４回折ピークの半価幅が０．３°以下であり、第５回折ピークの半価幅が０．５７°以下であり、第７回折ピークの半価幅が０．３８°以下であることが好ましい。
第４回折ピーク、第５回折ピーク及び第７回折ピークは、式（５）で表される化合物の結晶体に由来する。また、第４回折ピーク、第５回折ピーク及び第６回折ピークは、式（６）で表される化合物の結晶体に由来する。

希土類化合物は、例えば、塩化テルビウム（ＴｂＣｌ_３）、フッ化テルビウム（ＴｂＦ_３）でもよい。

なお、本発明において、希土類化合物は、上記特定の回折ピーク以外の、他のピークを有していてもよい。

本発明のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体は、表面に炭素元素を含有する分子を含むことが好ましい。炭素元素を含有する分子の量は特に限定されないが、例えば、ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体に含まれる、ケイ素原子のモル数に対する炭素原子のモル数の割合（Ｃのモル数／Ｓｉのモル数）が、０．０５～１６０モル％が好ましく、６～９モル％がより好ましい。

＜ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体の製造方法＞
上記本発明のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体は、ケイ酸塩系基材と希土類化合物の原料とを混合し、固相メカノケミカル反応させる工程を含み、ケイ酸塩系基材が、固体^２９Ｓｉ－ＮＭＲスペクトルにおける、Ｓｉ（ＯＳｉ）_４に由来するピーク面積をＱ_４とし、ＨＯ－Ｓｉ（ＯＳｉ）_３に由来するピーク面積をＱ_３としたときの、Ｑ_４／Ｑ_３が１．６～３．９である製造方法によって、製造することができる。

ケイ酸塩系基材については、上記＜ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体＞で述べたとおりである。

希土類化合物の原料としては、希土類化合物が希土類元素の塩化物の場合は、例えば、塩化ユーロピウム（III）六水和物や、塩化ユーロピウム（III）無水物が挙げられ、希土類化合物が希土類元素のフッ化物の場合は、フッ化ユーロピウム（III）六水和物やフッ化ユーロピウム（III）無水物が挙げられる。

このようなケイ酸塩系基材と希土類化合物の原料とを混合し、荷重下（例えば２Ｎ以上２４Ｎ以下の荷重下、好ましくは２Ｎ以上１２Ｎ以下の荷重下）で、固相メカノケミカル反応させる。
ケイ酸塩系基材を希土類化合物の原料と固相メカノケミカル反応させる方法は特に限定されない。例えば、粉末状のケイ酸塩系基材と希土類化合物の原料を乳鉢に入れ、乳棒に２Ｎ以上２４Ｎ以下の荷重をかけながら乳棒を回転させることにより、粉砕すればよい。乳鉢を電子天秤に載せた状態で上記操作を行うことにより、電子天秤の計量表示計で、荷重値を読み取ることができる。負荷する荷重を大きくすることにより、微細な粒子状の複合体が製造される。荷重２Ｎ以上でケイ酸塩系基材と希土類化合物が複合化（結合）し、荷重４Ｎ以上で希土類化合物が結晶化し始める。荷重を大きくすることにより、結晶性を高めることができる。なお、荷重が１２Ｎを超えると、粉砕に伴う希土類化合物（発光層）の剥離が進行して相分離や微細化（５０ｎｍ未満）が生じる傾向があるため、荷重は１２Ｎ以下であることが好ましい。
また、板状のケイ酸塩系基材表面に塩化ユーロピウム（III）を載せ、２Ｎ以上２４Ｎ以下、好ましくは２Ｎ以上１２Ｎ以下の荷重をかけながら乳棒を動かすことにより、粉砕してもよい。この場合、板状のケイ酸塩系基材を電子天秤に載せた状態で上記操作を行うことにより、電子天秤の計量表示計で、荷重値を読み取ることができる。

ケイ酸塩系基材と希土類化合物の原料との割合は特に限定されないが、Ｓｉと希土類元素の合計モル数に対する希土類元素モル数の割合（希土類元素のモル数／（希土類元素のモル数＋Ｓｉのモル数））が０．１モル％以上７．０モル％以下とすることが好ましい。
希土類化合物の原料として塩化ユーロピウム（III）六水和物を用いた場合、Ｓｉに対するＥｕの量を増加させると、化学式（４）で表される化合物を経て、化学式（３）で表される化合物が生成する傾向がある。
また、希土類化合物の原料としてフッ化ユーロピウム（III）六水和物を用いた場合、Ｓｉに対するＥｕの量が少ない場合は化学式（５）で表される化合物が生成し、Ｓｉに対するＥｕの量を増加させると、化学式（５）で表される化合物が生成するとともに化学式（６）で表される化合物が残存する傾向がある。

Ｑ_４／Ｑ_３が２．０～３．９であるケイ酸塩系基材を用い、固相メカノケミカル反応において、塩化ユーロピウム（III）六水和物を、ケイ素元素とユーロピウム元素との合計モル数に対するユーロピウム元素のモル数の割合が１．０モル％以上となるように添加し、且つ、４Ｎ以上２４Ｎ以下の荷重下で行うことにより、ユーロピウム化合物の結晶体とケイ酸塩系基材との複合体を製造することができる。該ケイ素元素とユーロピウム元素との合計モル数に対するユーロピウム元素のモル数の割合は、１．０モル％以上７．０モル％以下とすることが好ましい。

ユーロピウム化合物は、従来作り分けが難しかったが、上記製造方法によれば、固相メカノケミカル反応におけるＥｕの量により、化学式（１）～（４）で表される化合物の作り分けをすることができる。
具体的には、固相メカノケミカル反応時のユーロピウムの濃度が低い状態（反応時のＯＨが少ない状態）では、化学式（１）及び（２）式で表される化合物が共存し、反応時のユーロピウムの濃度増加に伴って多層構造が形成し始めると、化学式（１）で表される化合物と化学式（２）式で表される化合物とが相互作用して、化学式（３）及び（４）式で表される化合物へと変化していく傾向がある。このため、固相メカノケミカル反応におけるＥｕの量により、化学式（１）～（４）で表される化合物の作り分けをすることができる。

また、Ｑ_４／Ｑ_３が２．０～３．９であるケイ酸塩系基材を用い、固相メカノケミカル反応において、フッ化ユーロピウムを、ケイ素元素とユーロピウム元素との合計モル数に対するユーロピウム元素のモル数の割合が１．０モル％以上となるように添加し、且つ、４Ｎ以上２４Ｎ以下の荷重下で行うことにより、ユーロピウム化合物の結晶体とケイ酸塩系基材との複合体を製造することができる。

固相メカノケミカル反応させた後、焼成し、必要に応じて有機溶媒や水で洗浄する。

このような製造方法により、ケイ酸塩系基材の表面に希土類化合物が形成される。例えば、球状のケイ酸塩系基材を用いた場合は、球状のケイ酸塩系基材の表面の少なくとも一部に、希土類化合物が被覆した複合体となる。
ケイ酸塩系基材表面に存在する酸素原子と希土類化合物が含有する希土類原子が配位結合する等の何らかの化学結合することにより、希土類化合物は、ケイ酸塩系基材と強固に結合していると推測される。

また、気相法によっても、上記ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体を製造することができる。具体的には、上記ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体は、塩基性雰囲気中で、ケイ酸塩系基材の表面を溶解する工程と、該表面を溶解したケイ酸塩系基材に、希土類化合物の原料を反応させる工程とを含み、ケイ酸塩系基材が、固体^２９Ｓｉ－ＮＭＲスペクトルにおける、Ｓｉ（ＯＳｉ）_４に由来するピーク面積をＱ_４とし、ＨＯ－Ｓｉ（ＯＳｉ）_３に由来するピーク面積をＱ_３としたときの、Ｑ_４／Ｑ_３が１．６～３．９である製造方法によって、製造することができる。

まず、塩基性雰囲気中で、ケイ酸塩系基材の表面を溶解する。塩基性雰囲気中で、ケイ酸塩系基材の表面を溶解することにより、希土類化合物の原料との反応性を高めることができる。
塩基性雰囲気としては、例えばアンモニアの蒸気を含む雰囲気が挙げられる。
ケイ酸塩系基材は、固相メカニカル法について説明したものと同様である。
ケイ酸塩系基材が球状（粉末状）の場合は、ケイ酸塩系基材と希土類化合物の原料とを混合、粉砕したものを、塩基性雰囲気中に載置することで、ケイ酸塩系基材の表面を溶解するようにしてもよい。

次いで、表面を溶解したケイ酸塩系基材に、希土類化合物の原料を反応させる。これにより、溶解したシリカ等のケイ酸塩系基材が再析出するとともにＥｕ^３+が共沈することで、ケイ酸塩系基材の表面に、希土類化合物とＮＨ_４Ｃｌの結晶体とが形成される。
希土類化合物の原料は、固相メカニカル法について説明したものと同様である。
気相法により反応させた後、焼成し、必要に応じて有機溶媒や水で洗浄してもよい。

なお、上述したとおり、界面活性剤を用いなくても希土類イオンの凝集が抑制された複合体を製造することができる。

＜発光ナノ粒子及び発光ナノ粒子の用途＞
本発明のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体は、細胞毒性が低く且つケイ酸塩系基材表面に形成された希土類化合物が発光物質としての機能を有するため、バイオイメージング技術に好ましく用いることができる。例えば、本発明のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体は、発光ナノ粒子として、バイオイメージング技術に用いることができる。

発光ナノ粒子の平均粒子径は、５０ｎｍ～４７０ｎｍであることが好ましい。平均粒子径が当該範囲であることによって、発光ナノ粒子が標的となる細胞に取り込まれやすくなり、細胞を観察する上で好適となる傾向にある。一方、平均粒子径が小さいと、細胞の活動機能に作用して毒性の問題が生じる傾向にあるため、好ましくない。発光ナノ粒子の平均粒子径は、１００ｎｍ～４００ｎｍがより好ましい。なお、本発光ナノ粒子を例えば細胞イメージングに用いない場合には、平均粒子径は４７０ｎｍより大きくてもよい。

バイオイメージング技術に用いる発光ナノ粒子は、表面に水酸基（ＯＨ基）を有することが好ましい。また、発光ナノ粒子の表面をアミノ基が修飾していることも好ましく、例えばアミノ基を含有したシランカップリング剤を用いて形成してもよい。ＯＨ基及びアミノ基は、ケイ酸塩系基材が細孔を有する場合は、細孔内表面にあってもよいが、細孔外表面にあることが好ましい。ＯＨ基又はアミノ基が細胞結合分子と水素結合又は縮合重合による共有結合で固定化され、発光ナノ粒子の表面が細胞結合分子に修飾されると、細胞結合分子は、がん細胞や正常細胞と特異結合することができる。細胞結合分子が細胞と特異結合すると、発光ナノ粒子が細胞内に取り込まれる。これにより、細胞内の発光ナノ粒子を発光させ、がん細胞等を検出することが可能となる。

細胞結合分子としては、ＨＥＲ２抗体、ヒト上皮成長因子受容体に特異結合する抗体、がん特異的抗体、リン酸化タンパク抗体、葉酸、葉酸受容体βに特異結合する抗体、血管内皮細胞特異的抗体、組織特異的抗体、トランスフェリン、トランスフェリン結合型ペプチド、糖鎖と結合性を有するタンパク質等が挙げられる。この中でも、がん細胞が取り込む傾向にある葉酸を、細胞結合分子として用いることが好ましい。がん細胞は、細胞膜上に葉酸受容体が過剰発現するため、葉酸分子を特異的に結合・取込する傾向にあるためである。

また、発光ナノ粒子の表面が抗がん剤分子で修飾されてもよい。抗がん剤分子が、がん細胞と特異結合すると、発光ナノ粒子が細胞内に取り込まれる。これにより、細胞内の発光ナノ粒子を発光させ、がん細胞を検出することができ、且つ、抗がん剤分子もがん細胞に取り込まれ、抗がん剤が作用し、がん細胞の増殖を抑制することができる。

細胞結合分子や抗がん剤分子は、発光ナノ粒子の表面に、化学結合によって修飾、固定されることが好ましい。化学結合としては、ペプチド結合（－ＣＯ－ＮＨ－）、水素結合等が挙げられる。

発光ナノ粒子は、励起波長及び発光波長が可視光領域に存在することが好ましい。励起波長及び発光波長が可視光波長以上であると、光照射による生体組織及び標識材料の劣化を軽減できる。また、試料表面の光散乱を軽減し、観察感度を向上させることもできる。なお、発光ナノ粒子を用いる用途において、生体組織や標識材料へのダメージを考慮する必要がない場合には、励起波長及び発光波長が可視光領域に存在しなくてもよい。

発光ナノ粒子を用いて、細胞の検出や、動物の治療をすることができる。
具体的には、本発明の細胞の検出方法は、上記発光ナノ粒子を細胞内に投入し、発光ナノ粒子に光を照射し、細胞を観察する工程を有する。本検出方法によれば、上記発光ナノ粒子が、蛍光強度が高く高感度であるため、細胞の観察をより容易に行うことが可能となる。

また、本発明の動物の治療方法は、ヒトを除く動物の治療方法であって、発光ナノ粒子を、ヒトを除く動物に投与し、発光ナノ粒子に光を照射し、ヒトを除く動物を治療する工程を有する。本治療方法によれば、上記発光ナノ粒子は蛍光強度が高く高感度であり、かつ、生体親和性が高いため、動物の体内疾患の状況を感度よく、かつ安全に検知することができ、動物の疾患を適切に治療することが可能となる。

また、本発明の医療装置は、体内細胞の検査を行う検査部と、体内細胞の診断を行う診断部と、及び／又は体内細胞の治療を行う治療部とを備え、検査、診断、及び／又は、治療を行う際に、上記発光ナノ粒子を体内細胞内に投入し、発光ナノ粒子に光を照射する光照射部をさらに備える、医療装置である。ここで、体内細胞の検査を行う検査部としては、例えば精密画像診断を行う蛍光内視鏡が挙げられる。また、体内細胞の診断を行う診断部としては、例えば組織生検を行う装置が挙げられる。さらに、体内細胞の治療を行う治療部としては、内視鏡による腫瘍部摘出装置が挙げられる。また、体内細胞の例としては、口腔癌、咽頭癌、食道癌、大腸癌、小腸癌、肺癌、乳癌、膀胱癌に係るがん細胞を例示することができる。本医療装置によれば、上記発光ナノ粒子は蛍光強度が高く高感度であり、かつ、生体親和性が高いため、体内細胞の検査、診断、治療を感度よく、かつ安全に行うことが可能となる。

＜その他の用途＞
また、本発明のケイ酸塩系基材と希土類化合物は、バイオイメージング用途以外に用いることができ、例えば、発光ダイオード等の発光デバイス用途も期待される。

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（ケイ酸塩系基材１の製造）
四塩化珪素を原料とし、酸素・水素火炎中にて十分に加水分解反応させ、多孔質合成石英ガラス（スート体）としてシリカガラスを製造した。この際に、酸素・水素火炎中にて加水分解反応した後、火炎より脱離し多孔質合成石英ガラスとならなかった粒子を、ケイ酸塩系基材１とした。なお、四塩化珪素は酸素・水素火炎バーナーの中心部より導入し、１０００℃以上の火炎温度帯長さは４００ｍｍ、水素と酸素の体積比（Ｈ_２／Ｏ_２）比は１．５とした。

（ケイ酸塩系基材２の製造）
スクリュー管へ超純水（２２．８ｍＬ）、ヘキサデシルアンモニウム塩化物（０．１０ｇ）、２Ｎ－水酸化ナトリウム水溶液（０．３５ｍＬ）を添加し、その後、ケイ酸塩系基材１を５０ｍｇ添加して、５分間の超音波照射を行って分散処理を施した。次いで、テトラエトキシシラン（０．５５ｍＬ）を添加して、室温で４８時間、１５００ｒｐｍで攪拌した。次いで、遠心分離（３０００ｒｐｍ，２０ｍｉｎ）を行い、超純水によって洗浄２回を行い、１２０℃で２時間乾燥させ、５５０℃で６時間焼成した。その後、４０ｍＬのエタノールで洗浄して遠心分離により固液分離し、固相を１２０℃で２時間乾燥させることで、ケイ酸塩系基材２を得た。

（ケイ酸塩系基材３の製造）
ヘキサデシルアンモニウム塩化物及びケイ酸塩系基材１を添加しなかったこと、及び、焼成温度を７５０℃としたこと以外は、上記（ケイ酸塩系基材２の製造）と同様にして、ケイ酸塩系基材３を得た。

（ケイ酸塩系基材４の製造）
ケイ酸塩系基材１を添加しなかったこと以外は、上記（ケイ酸塩系基材２の製造）と同様にして、ケイ酸塩系基材４を得た。
なお、得られたケイ酸塩系基材１～４は、いずれも球状の粉末であった。

（ケイ酸塩系基材の固体^２９Ｓｉ－ＮＭＲスペクトルにおけるＱ_４／Ｑ_３）
得られたケイ酸塩系基材１～４について、以下の条件で固体^２９Ｓｉ－ＮＭＲスペクトルを測定した。結果を図２に示す。
＜測定条件＞
装置名：Bruker Advance 300wbs spectrometer（BRUKER社製）
測定方法：ＤＤ（Dipolar Decoupling）法
試料管：７ｍｍ
試料回転数：５０００ｒｐｍ
共振周波数：５９．６２ＭＨｚ
パルス幅：４．５ｍｓｅｃ．
待ち時間：６０ｓｅｃ
積算回数：１０００ｔｉｍｅｓ
標準試料：ヘキサメチルシクロトリシロキサン（－９．５５ｐｐｍ）
＜ピーク分離法＞
（ベースラインの作成法）
操作（１）：－７０～－７９ｐｐｍの範囲の強度の平均値１と、－１３１～－１４０ｐｐｍの範囲の強度の平均値２を算出する
操作（２）：２点（－７０ｐｐｍ，平均値１）（－１４０ｐｐｍ，平均値２）を通る直線をベースラインと定義
操作（３）：ベースライン値をスペクトルから削除
（ピーク分離方法）
分離方法：Microsoft Office 2016 Excel（登録商標）のソルバー機能
使用した関数：ガウス関数（式中、Ａはピーク高さ、Ｂはピーク位置、Ｃは半価幅である。）

ピーク帰属：
Ｑ_２：－９１±２ｐｐｍ、２つの≡Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ≡結合と２つの≡Ｓｉ－ＯＨ結合
Ｑ_３：－１００±２ｐｐｍ、３つの≡Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ≡結合と１つの≡Ｓｉ－ＯＨ結合
Ｑ_４：－１１０±２ｐｐｍ、４つの≡Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ結合
Ａ，Ｂ，Ｃの初期条件：
Ｑ_２：Ａ＝１０００００、Ｂ＝－９１、Ｃ＝４
Ｑ_３：Ａ＝４０００００、Ｂ＝－１００、Ｃ＝５．５
Ｑ_４：Ａ＝９６００００、Ｂ＝－１１０、Ｃ＝５．５

図２より、各ケイ酸塩系基材について、得られたスペクトルを生データと定義しそれを上記のようにスペクトル分離した。固体^２９Ｓｉ－ＮＭＲスペクトルにおける、Ｓｉ（ＯＳｉ）_４に由来するピーク面積をＱ_４とし、ＨＯ－Ｓｉ（ＯＳｉ）_３に由来するピーク面積をＱ_３としたときの、Ｑ_４／Ｑ_３を求めたところ、ケイ酸塩系基材１では２．４、ケイ酸塩系基材２では１．６、ケイ酸塩系基材３では４．０、ケイ酸塩系基材４では１．３であった。なお、図２に示すＱ_２は、（ＨＯ）_２－Ｓｉ（ＯＳｉ）_２に由来するピークである。

＜ケイ酸塩系基材の粉末Ｘ線回折パターンの測定＞
ケイ酸塩系基材１～４について、粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）パターンを測定した。
試料水平型Ｘ線回折装置（ＸＲＤ、（株）リガク製、Ｓｍａｒｔ Ｌａｂ）を用い、Ｘ線源：ＣｕＫα線源（λ：１．５４１８Å）、出力：４０ｋＶ／３０ｍＡ、スキャンスピード：３．０°／ｍｉｎ、サンプリング幅：０．０１°、測定モード：連続、の条件で測定した。一例として、ケイ酸塩系基材１の結果を図３に示す。
この結果、ケイ酸塩系基材１～４は、２θ＝２０°付近にみられるアモルファスハローパターンの半価幅が大きく６．７°～８．３°であり、また、結晶由来のピークは観察されず、非晶質体であった。

（ケイ酸塩系基材の平均粒子径の測定）
ケイ酸塩系基材１～４（粒子粉末）をカーボンペーストにて観察用の試料台に固定した後、乾燥させた。次いで、電界放出型走査電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）（日立ハイテクノロジーズ株式会社製、ＳＵ８２３０）により、粒子を観察し、粒径を１００個以上計測し、平均粒子径を算出した。具体的には、３００個の粒子について、各粒子の長径及び短径をそれぞれ計測し、（長径＋短径）／２を各粒子の粒径とした。この各粒子の粒径の平均値（各粒子の粒径の合計値を個数（３００）で除した値）を平均粒子径(Ave.)とし、また、変動係数(Cv.)を計算した。一例として、ケイ酸塩系基材１の結果を図４に示す。
この結果、ケイ酸塩系基材１の平均粒子径は１５１ｎｍであり、変動係数は４５％であった。ケイ酸塩系基材２の平均粒子径は１２４ｎｍであり、変動係数は５２％であった。ケイ酸塩系基材３の平均粒子径は１４３ｎｍであり、変動係数は４４％であった。ケイ酸塩系基材４の平均粒子径は１２９ｎｍであり、変動係数は５２％であった。

（実施例１）
図５は、実施例１の製造方法に用いた製造装置を説明する模式的側面図である。図５に示すように、半球状凹空間（直径６５ｍｍ、深さ３０ｍｍ）を有する瑪瑙乳鉢１１内で、半球状凸部（先端直径２０ｍｍ、高さ５ｍｍ）を有する長さ８０ｍｍの乳棒１２により粉砕することにより、ケイ酸塩系基材と塩化ユーロピウム（ＩＩＩ）六水和物とを、４Ｎの荷重下で、固相メカノケミカル反応させた。具体的には、乳鉢１１内の、１２０℃で２４時間乾燥させたケイ酸塩系基材１ ０．４ｇ（６．６６ｍｍｏｌ）へ、塩化ユーロピウム六水和物（ＥｕＣｌ_３・６Ｈ_２Ｏ，和光純薬（株）製，試薬特級，純度９９．９ｗｔ％）を、Ｓｉ及びＥｕの合計モル数に対するＥｕのモル数の割合（Ｅｕのモル数／（Ｓｉのモル数＋Ｅｕのモル数））が５．０モル％となるように添加した。そして、５分間、乳棒１２により乳棒１２を自転させずに乳鉢１１内凹空間内の半径２５ｍｍの円周上を公転させた。乳棒１２の公転は、１２０回転／ｍｉｎとし、乳棒１２に荷重を４Ｎかけて行った。なお、乳鉢１１を電子天秤１３に載せた状態で上記操作を行い、電子天秤１３の計量表示計１４で、荷重値を読み取った。
得られた粉末を、１２０℃で２時間乾燥させ、５５０℃で６時間焼成した。その後、４０ｍＬのエタノールで洗浄して遠心分離により固液分離し、固相を１２０℃で２時間乾燥させることで、実施例１の粒子（球状の粉末）を得た。

（実施例２）
塩化ユーロピウム六水和物を、Ｓｉ及びＥｕの合計モル数に対するＥｕのモル数の割合が２．５モル％となるように添加したこと以外は、実施例１と同様の操作を行って、実施例２の粒子を得た。

（実施例３）
塩化ユーロピウム六水和物を、Ｓｉ及びＥｕの合計モル数に対するＥｕのモル数の割合が１．２５モル％となるように添加したこと以外は、実施例１と同様の操作を行って、実施例３の粒子を得た。

（実施例４）
塩化ユーロピウム六水和物を、Ｓｉ及びＥｕの合計モル数に対するＥｕのモル数の割合が０．６２５モル％となるように添加したこと以外は、実施例１と同様の操作を行って、実施例４の粒子を得た。

（実施例５）
ケイ酸塩系基材１の代わりにケイ酸塩系基材２を用いたこと以外は、実施例１と同様の操作を行って、実施例５の粒子を得た。

（比較例１）
塩化ユーロピウム六水和物を、比較例１の粒子として用いた。

（比較例２）
ケイ酸塩系基材１の代わりにケイ酸塩系基材３を用いたこと以外は、実施例１と同様の操作を行って、比較例２の粒子を得た。

（比較例３）
ケイ酸塩系基材１の代わりにケイ酸塩系基材４を用いたこと以外は、実施例１と同様の操作を行って、比較例３の粒子を得た。

＜粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）＞
実施例１～５及び比較例１～３の粒子ついて、以下の条件で粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）パターンを測定した。
試料水平型Ｘ線回折装置（ＸＲＤ、（株）リガク製、Ｓｍａｒｔ Ｌａｂ）を用い、Ｘ線源：ＣｕＫα線源（λ：１．５４１８Å）、出力：４０ｋＶ／３０ｍＡ、スキャンスピード：３．０°／ｍｉｎ、サンプリング幅：０．０１°、測定モード：連続、の条件で測定した。回折ピーク位置、回折角、及び、半価幅は、装置に付属のソフトウェア（（株）リガク製、ソフト名：ＰＤＸＬ）により得た。
回折ピークは、ＰＤＸＬの自動プロファイル処理により、２次微分法（２次微分が負（上に凸）の領域をピークとして検出する方法）により、バックグラウンドの除去、Ｋα₂線の除去、平滑化を順に行い、Ｂスプライン関数（分割疑Ｖｏｉｇｔ関数）によりフィッティングすることで検出した。回折ピークを検出する際の閾値（標準偏差のカット値）は３．０とした。この閾値の意味は回折ピークの強度がその誤差の３．０倍以下の場合にその回折ピークを回折ピークとみなさないことを意味する。回折ピーク強度（回折ピークの高さ）が高い順に三点を選定し、結晶体の同定に利用した。
また、上記式（７）により結晶化度を算出した。
結果を表１及び図６に示す。表１において、上段の各回折ピークが位置する回折角度２θを示す「ｍ±ｎ」は、回折ピークのピークトップ位置（回折ピークトップ位置）がｍ（°）であり、回折ピークの開始点がｍ－ｎ（°）であり、回折ピークの終了点がｍ＋ｎ（°）であることを示す。具体的に、回折ピークトップは、各回折ピークの開始点から終了点までベースラインを引き、開始点から終了点まで間の最大強度（最大高さ）と定義した。その回折ピークトップの位置（回折角）を回折ピークトップ位置とした。また、表１において、下段の括弧内は、各回折ピークにおける半価幅である。半価幅は、「ｍ－ｎ」°～「ｍ＋ｎ」°の範囲内において回折ピークトップの５０％の強度（高さ）になっている回折ピーク位置間の幅を示している。

表１及び図６に示すように、実施例２～３は、粉末Ｘ線回折パターンにおいて、回折角度（２θ）が３４．３～３６．１°の範囲に回折ピーク（第１回折ピーク）を有し該回折角度（２θ）が３４．３～３６．１°の範囲の回折ピークの半価幅が１．８°以下であり、化学式（１）又は（２）で表される化合物の結晶体を含んでいた。なお、化学式（１）におけるｘは０．２以上０．６以下であった。
また、実施例２～３は、いずれも回折角度（２θ）が２５．９～２６．５°の範囲及び回折角度（２θ）が３１．６～３２．２°の範囲に回折ピークを有し、該回折角度（２θ）が２５．９～２６．５°範囲の回折ピーク及び回折角度（２θ）が３１．６～３２．２°の範囲の回折ピークの半価幅は、いずれも０．６°以下であった。

また、実施例１は、粉末Ｘ線回折パターンにおいて、回折角度（２θ）が２８．６～２９．６°の範囲及び回折角度（２θ）が３６．８～３８．４°の範囲に回折ピーク（第２回折ピーク、第３回折ピーク）を有し、該回折角度（２θ）が２８．６～２９．６°の範囲の回折ピークの半価幅が１．０°以下であり回折角度（２θ）が３６．８～３８．４°の回折ピークの半価幅が１．６°以下であり、化学式（３）又は（４）で表される化合物の結晶体を含んでいた。
また、実施例１は、回折角度（２θ）が３９．０～４０．２°の範囲に回折ピークを有し、該回折角度（２θ）が３９．０～４０．２の回折ピークの半価幅が１．２°以下であった。
また、表１及び図６に示すように、実施例１～３で得られた粒子では、結晶化度が０超えであり、表面に、ユーロピウム化合物の結晶が形成された一方、実施例４～５及び比較例１～３の粒子では非晶質であった。
なお、実施例１～５は、いずれもケイ酸塩系基材の表面にユーロピウム化合物が結合していた。

＜発光特性＞
実施例１～５及び比較例１～３の粒子ついて、以下の条件で、励起スペクトル及び蛍光スペクトルを測定した。一例として、実施例１～３の結果を図７に示す。図７（ａ）は励起スペクトルであり、図７（ｂ）は蛍光スペクトルである。
・励起スペクトル
分光光度計（ＰＬ、ＪＡＳＣＯ（株）、ＦＰ－８５００）で、検出波長（６１５ｎｍ）を固定して、励起スペクトルを得た。測定条件は、雰囲気：空気、励起／検出スリットサイズ：２．５ｎｍ／２．５ｎｍ、ステップ幅：１．０ｎｍ、サンプル重量：２０ｍｇ、形状：ペレット、とした。
・蛍光スペクトル
分光光度計（ＰＬ、ＪＡＳＣＯ（株）、ＦＰ－８５００）で、室温下でＸｅランプから試料へ励起光を照射し（励起波長：３９５ｎｍ）、ＰＬスペクトル（蛍光スペクトル）を得た。測定条件は、雰囲気：空気、励起／検出スリットサイズ：２．５ｎｍ／２．５ｎｍ、ステップ幅：１．０ｎｍ、サンプル重量：２０ｍｇ、形状：ペレット、とした。

この結果、図７に示すように、実施例１～５及び比較例１～３全てで、Ｅｕ(III)イオンに起因する励起ピーク（^７Ｆ_０→^５Ｄ_４遷移、^７Ｆ_０→^５Ｇ_４遷移、^７Ｆ_０→^５Ｌ_６遷移、^７Ｆ_０→^５Ｄ_２遷移、^７Ｆ_０→^５Ｄ_１遷移）及び発光ピーク（^５Ｄ_０→^７Ｆ_１遷移、^５Ｄ_０→^７Ｆ_２遷移、^５Ｄ_０→^７Ｆ_３遷移、^５Ｄ_０→^７Ｆ_４遷移）が観測された。
また、実施例１～５及び比較例１～３の粒子それぞれについて、図７から、励起波長λ_ｅｘ＝３９５ｎｍ，発光波長λ_ｅｍ＝６１５ｎｍでの内部量子収率を求めたところ、１．０～４．０％であった。

＜化学組成（蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ））＞
実施例１～５及び比較例１～３の粒子ついて、以下の条件で蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）を行った。
試料粉末約１００ｍｇを希釈せずに加圧して得られた試料ペレットを、蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ、（株）リガク製、装置名：ＺＳＸ ＰｒｉｍｕｓII）及び装置付属のソフトウェア（（株）リガク製、ソフト名：ＥＺ ｓｃａｎ ｐｒｏｇｒａｍ）を用いて、ＸＲＦ分析を行った。測定の際、１次フィルター、検量線は使用せず、装置付属の測定プログラムを用いて、半定量分析を行った。分析結果及び元素比に換算した結果を、表２～５に示す。

＜透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察＞
実施例１～４の粒子ついて、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察した。まず粒子を０．１質量％の濃度でエタノールに分散させ、超音波処理を１５分間施し、カーボンマイクログリッドへ載せて乾燥させた。次いで、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（日立ハイテクノロジーズ株式会社製、ＨＴ７７００）により、粒子膜の中心部を評価・解析した。結果の一例として、実施例１について図８（ａ）に、実施例２について図８（ｂ）に示す。
この結果、実施例１及び２ではケイ酸塩系基材の表面を被覆する層が観察され、被覆する層の厚さは、実施例１では１９～２５ｎｍ、実施例２では８～１２ｎｍであった。なお、実施例３及び４では、明確な層の形成は確認できなかった。

＜粒子の平均粒子径の測定＞
実施例１～４の粒子ついて、電界放出型走査型電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）を用いて粒径を１００個以上計測し、平均粒子径を算出した。なお、３００個の粒子について、各粒子の長径及び短径をそれぞれ計測し、（長径＋短径）／２を各粒子の粒径とした。この各粒子の粒径の平均値（各粒子の粒径の合計値を個数（３００）で除した値）を平均粒子径(Ave.)とした。一例として、実施例１について図９（ａ）に、実施例２について図９（ｂ）に示す。
この結果、実施例１の粒子の平均粒子径は１８９ｎｍであり、ケイ酸塩系基材１の厚さ１５１ｎｍから、層の厚さは、（１８９－１５１）／２で１９ｎｍと算出された。実施例２の粒子の平均粒子径は１７２ｎｍであり、ケイ酸塩系基材１の厚さ１５１ｎｍから、層の厚さは、（１７２－１５１）／２で１０ｎｍと算出された。実施例３の平均粒子径は１６０ｎｍであった。実施例４の粒子の平均粒子径は１５５ｎｍであった。

（実施例６）
荷重を８．０Ｎにしたこと以外は、実施例１と同様の操作を行って、実施例６の粒子を得た。

（実施例７）
荷重を１２．０Ｎにしたこと以外は、実施例１と同様の操作を行って、実施例７の粒子を得た。

実施例６～７の粒子について、上記＜粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）＞と同様にした結果を表６及び図１０に示す。
表６及び図１０に示すように、実施例６～７は、いずれも回折角度（２θ）が２８．６～２９．６°の範囲及び回折角度（２θ）が３６．８～３８．４°の範囲に回折ピーク（第２回折ピーク、第３回折ピーク）を有し、該回折角度（２θ）が２８．６～２９．６°の範囲の回折ピークの半価幅が１．０°以下であり及び回折角度（２θ）が３６．８～３８．４°の回折ピークの半価幅が１．６°以下であり、化学式（３）又は（４）で表される化合物の結晶体を含んでいた。
また、実施例６～７は、いずれも回折角度（２θ）が３９．０～４０．２°の範囲に回折ピークを有し、該回折角度（２θ）が３９．０～４０．２の回折ピークの半価幅が０．８°以下であった。
また、表６及び図１０に示すように、実施例６～７で得られた粒子では、いずれも結晶化度が０超えであり、表面に、ユーロピウム化合物の結晶が形成されていた。
また、表６及び図１０に示すように、荷重を大きくすることにより、結晶性を高めることができることが分かる。

＜毒性評価＞
実施例１～４又は比較例１の粒子を用いて、以下の方法で、がん細胞イメージングと蛍光強度測定による、毒性評価を行った。
（粒子へのがん細胞結合分子（葉酸誘導体ＦＡ－ＮＨＳ）の修飾）
実施例１～４又は比較例１の粒子２５０ｍｇに、ＨＣｌ水溶液（ｐＨ＝２）１２ｍＬを添加し、超音波処理を行った。次に、３－アミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ）０．７８ｍＬ（３．３ｍｍｏｌ）を５ｍＬのエタノールに含有させた溶液を調製し、超音波処理した溶液に加え、混合溶液を得た。当該混合溶液を４０℃で２０時間攪拌した（ｐＨ＜６．５）。攪拌終了後、当該混合溶液を遠心分離し、エタノールで洗浄した。洗浄後、減圧乾燥し、ＡＰＴＥＳが表面に修飾した粒子１５０ｍｇを得た。このＡＰＴＥＳが表面に修飾した粒子１５０ｍｇに、５０ｍＭのリン酸緩衝液（ｐＨ＝７．０）２５ｍＬを添加し、超音波処理を行った。次に、ＦＡ－ＮＨＳ（葉酸誘導体）４３０ｍｇ（０．８ｍｍｏｌ）をジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）１２ｍＬに含有させた溶液を調製し、超音波処理した溶液に加え、混合溶液を得た。当該混合溶液を室温で３時間攪拌した。攪拌終了後、当該混合溶液を遠心分離し、水で洗浄した。洗浄後、減圧乾燥し、実施例１～４又は比較例１のＦＡ（葉酸）修飾粒子を得た。

（細胞の培養）
Ｈｅｌａがん細胞をＰＳフラスコで培養した（播種濃度：１００×１０^４ｃｅｌｌｓ／３７ｃｍ^２）。解凍及び播種を７日間行った。
細胞を剥離、分離した。Ｈｅｌａの濃度は、（０．９９±０．０７）×１０^５ｃｅｌｌｓ／ｍＬであった。
細胞の濃度調整を行い、ＤＭＥＭ（ダルベッコ改変培地）に１０ｖｏｌ％ＦＢＳ（ウシ胎児血清）を培養した。１ｍＬあたり、７．５×１０^４ｃｅｌｌｓであった。
ポリスチレンディッシュ（ＴＣＰＳ）（培養面積：９．６ｃｍ^２）へ２．２５ｍＬ／ＴＣＰＳの量で播種し、播種濃度は１．８×１０^４ｃｅｌｌｓ／ｃｍ^２であった。（顕微鏡観察）。
その後、培養した（温度：３７℃、ＣＯ_２濃度：５％、湿度１００％）。
１２時間後、実施例１～４又は比較例１のＦＡ（葉酸）修飾粒子を１０ｖｏｌ％ＤＭＥＭへ添加し、分散させ、濃度１００ｍｇ／ｍＬに調整した。

生細胞イメージングは、ＦＡ（葉酸）修飾粒子を細胞表面へ噴霧した３時間後から、１２時間後、２４時間後、３６時間後、４８時間後において、培地除去した。

（細胞密度の測定）
上記細胞を培養後、細胞の入ったポリスチレンディッシュ（ＴＣＰＳ）を１ｍｌのリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）を用いて２回洗浄し、細胞に取り込まれていないＦＡ（葉酸）修飾粒子を除去し、０．０５％Ｔｒｙｐｓｉｎ－ＥＤＴＡ０．１ｍｌを細胞の入ったＴＣＰＳに入れ、ＣＯ_２インキュベータ内で１２分静置し、ＴＣＰＳから細胞を剥離した。剥離を確認後、細胞を含む懸濁液を５０ｍｌコニカルチューブにとり、遠心分離（２０００ｒｐｍ，２ｍｉｎ）を行った。遠心分離後、上澄みを捨て、チューブに培地を７ｍｌ加え、転倒攪拌を１０回程度行った後、遠心分離（２０００ｒｐｍ，２ｍｉｎ）を行った。その後、上澄みを捨て、チューブに培地を２０ｍｌ加え、ピペッティングを２０回程度行い１ｍｌを１５ｍｌのチューブに分取し、クリーンベンチの外でマイクロピペットを使いディスポーサブル血球計算版に細胞懸濁液を入れ、顕微鏡で細胞数を確認し、平均値（ｃｅｌｌ／ｃｍ^２）を算出した。
ＦＡ（葉酸）修飾粒子を細胞表面へ噴霧した３時間後から、１２時間後、２４時間後、３６時間後、４８時間後において、それぞれ細胞密度の平均値を算出した結果を図１１に示す。

（蛍光強度（ＰＬ）の測定）
積分球（ジャスコ株式会社、ＩＳＦ８３４）を用いて分光光度計（ＰＬ；ジャスコ株式会社、ＦＰ－８５００）で、雰囲気：空気、励起／検出スリットサイズ：１０ｎｍ／１０ｎｍ、ステップ幅：１．０ｎｍの条件下で、ＰＬスペクトル測定を行った。
具体的には、細胞培養後の細胞とＦＡ（葉酸）修飾粒子の入ったＴＣＰＳを１ｍｌのリン酸緩衝生理食塩水を用いて２回洗浄し、細胞に取り込まれていないＦＡ（葉酸）修飾粒子を除去し、さらに、１ｍｌの超純水を用いて２回洗浄した。洗浄後のＴＣＰＳ（すなわち、ＦＡ（葉酸）修飾粒子を取り込んだ細胞の入ったＴＣＰＳ）を、凍結乾燥した。乾燥後、ＴＣＰＳ内に存在する細胞層を剥離して粉末状にして粉末セルホルダーに入れ、ＰＬスペクトルを測定した。ここでの励起波長は３９５ｎｍで、^５Ｄ_０→^７Ｆ_２遷移のピークトップを中心とする積分発光強度を計算した。具体的に、６００～６３５ｎｍ間の波長領域のＰＬスペクトル面積積分発光強度を求めた。なお、この波長領域においてＴＣＰＳからの発光はないことを確認している。結果を図１２に示す。

図１１に示すように、表面にユーロピウム化合物の結晶体が形成された実施例１～３では、正常な細胞増殖挙動がみられ、細胞毒性がないことが確認された。つまり、結晶体として球状のケイ酸塩系基材へ複合化した場合、細胞毒性は無いと言える。これに対し、比較例１では、正常な細胞増殖挙動がみられず、非晶質体であるＥｕＣｌ_３・６Ｈ_２Ｏ単体では、不安定な塩化物であるため、細胞培養液へ溶出してＥｕイオンもしくはＥｕ塩化物イオンとなって直接細胞と反応したと考えられる。同様に非晶質体である比較例４の粒子を用いた場合も、細胞培養液へ溶出してＥｕイオンもしくはＥｕ塩化物イオンとなって直接細胞と反応したと考えられる。よって、非晶質体の場合は、溶出による細胞毒性があると言える。

また、図１２に示すように、蛍光特性について、非結晶体である比較例１では、溶出・毒性によって細胞への結合・取込に伴う蛍光強度が培養４８時間で低かったが、結晶体である実施例１～３では、溶出がなく毒性がないため、培養４８で蛍光強度が、比較例１と比べて高かった。

（蛍光積分強度の測定）
実施例１及び５、比較例２及び３の粒子について、ＰＬスペクトルを測定した。
ＰＬスペクトル（蛍光スペクトル）は、分光光度計（ＰＬ、ＪＡＳＣＯ（株）、ＦＰ－８５００）を用い、雰囲気：空気、励起／検出スリットサイズ：２．５ｎｍ／２．５ｎｍ、ステップ幅：１．０ｎｍ、サンプル質量：２０ｍｇ、形状：ペレットの条件で、室温下でＸｅランプから試料へ励起光（励起波長：３９４ｎｍ）を照射することで、ＰＬスペクトルを得た。
その後、^５Ｄ_０→^７Ｆ_２遷移のピークトップを中心とする積分発光強度（図１３の左縦軸）を計算した。具体的には、６００－６３５ｎｍ間の波長領域のＰＬスペクトル面積を用いて計算した。さらに、ＸＲＦの結果から、各粒子中（各２０ｍｇ中）に存在するＥｕ^３＋の量を求め、１モル当たりの積分発光強度（図１３の右縦軸）を求めた。１モル当たりの積分発光強度について，最も高かった積分発光強度を１に固定して、他のサンプルの相対強度を計算した。結果を図１３に示す。

図１３に示すように、Ｑ_４／Ｑ_３が１．６～３．９である実施例１及び５では、蛍光強度が高かった。詳述すると、Ｑ_４／Ｑ_３が２．４である実施例１は、特に蛍光強度が高く、これは、担持量が最適化され、Ｅｕ(III)イオンが単分散状にケイ酸塩系基材（シリカ球）表面に存在しているためである。Ｑ_４／Ｑ_３が１．６である実施例５では、蛍光強度が高めであるが実施例１よりも低く、これは、ケイ酸塩系基材（シリカ球）のシラノール基量が実施例１よりも多くＥｕ(III)イオンが実施例１より凝集しているためである。
一方、Ｑ_４／Ｑ_３が１．６～３．９の範囲外である比較例２及び３では、蛍光強度が低かった。詳述すると、Ｑ_４／Ｑ_３が１．３である比較例３では、蛍光強度が低く、これは、ケイ酸塩系基材のシラノール基量が多くＥｕ化合物の担持量が多くなりすぎ、Ｅｕ(III)イオンが凝集しためである。Ｑ_４／Ｑ_３が４．０である比較例２では、蛍光強度が低く、これは、ケイ酸塩系基材のシラノール基量が少なくＥｕ(III)イオン担持量が少ないためである。

（実施例８）
実施例８の製造方法を説明する模式的側面図である図１４に示すように、容量３０ｍLのＰＦＡ（テトラフルオロエチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）製で密閉可能な円筒状の容器２１に、アンモニア水２．５ｍＬを入れ、容器２１内に、１０ｍＬスクリュー管２３がアンモニア水２２の液面２４より高く載置できるように台２５を載置した。
ケイ酸塩系基材（ケイ酸塩系基材１）１０ｍｇと、塩化ユーロピウム（ＩＩＩ）六水和物を１０ｍｇとを混合し粉砕した混合粉砕物３０を得た。
得られた混合粉砕物３０を１０ｍＬのスクリュー管２３に入れ、スクリュー管２３を、蓋をせず上部が解放された状態で、容器２１内の台２５上に載せ、容器２１を密閉し、６０℃で２４時間静置した。これにより、容器２１内はアンモニア蒸気で飽和し、ケイ酸塩系基材の表面が潮解及びアンモニア蒸気により溶解した。
その後、スクリュー管２３を容器２１から取り出した。これにより、ケイ酸塩系基材表面に、溶解したケイ酸塩系基材が再析出すると共にＥｕ^３+が共沈することで、ケイ酸塩系基材の表面に、希土類化合物及び結晶体としてのＮＨ_４Ｃｌが、析出した。
得られた粉末を、１２０℃で２時間乾燥させ、５５０℃で６時間焼成した。その後、４０ｍＬのエタノールで洗浄して遠心分離により固液分離し、固相を１２０℃で２時間乾燥させることで、実施例８の粒子（球状の粉末）を得た。

（実施例９）
ケイ酸塩系基材（ケイ酸塩系基材１）１０ｍｇと、濃度１０ｇ／Ｌの塩化ユーロピウム（ＩＩＩ）水溶液１．０ｍＬとを混合し、超音波処理を２分間行って、混合分散液を得た。
得られた混合分散液０．１ｍＬを、混合粉砕物の代わりに用いたこと以外は、実施例８と同様の操作を行って、実施例９の粒子を得た。

（実施例１０）
混合分散液を１．０ｍＬにしたこと以外は、実施例９と同様の操作を行って、実施例１０の粒子を得た。

＜粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）＞
実施例８～１０の粒子について、上記＜粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）＞と同様にした結果を表７及び図１５に示す。

表７及び図１５に示すように、実施例８～１０は、ＮＨ_４Ｃｌの結晶体がケイ酸塩系基材の表面に形成されていた。なお、実施例８～１０は、いずれもケイ酸塩系基材の表面にユーロピウム化合物が結合していた。

＜化学組成（蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ））＞
実施例８～１０の粒子ついて、実施例１と同様にして、蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）を行った。結果を表８及び９に示す。

（実施例１１）
図５の製造装置を用いて実施例１１の粒子を製造した。図５に示すように、半球状凹空間（直径６５ｍｍ、深さ３０ｍｍ）を有する瑪瑙乳鉢１１内で、半球状凸部（先端直径２０ｍｍ、高さ５ｍｍ）を有する長さ８０ｍｍの乳棒１２により粉砕することにより、ケイ酸塩系基材１とフッ化ユーロピウムとを、４Ｎの荷重下で、固相メカノケミカル反応させた。具体的には、乳鉢１１内の、１２０℃で２４時間乾燥させたケイ酸塩系基材１ ０．４ｇ（６．６６ｍｍｏｌ）へ、フッ化ユーロピウム（ＥｕＦ_３，和光純薬（株）製，試薬特級，純度９９．９ｗｔ％）を、Ｓｉ及びＥｕの合計モル数に対するＥｕのモル数の割合が１．３モル％となるように添加した。そして、５分間、乳棒１２により乳棒１２を自転させずに乳鉢１内凹空間内の半径２５ｍｍの円周上を公転させた。乳棒１２の公転は、１２０回転／ｍｉｎとし、乳棒１２に荷重を４Ｎかけて行った。なお、乳鉢１１を電子天秤１３に載せた状態で上記操作を行い、電子天秤１３の計量表示計１４で、荷重値を読み取った。
得られた粉末を、１２０℃で２時間乾燥させ、５５０℃で６時間焼成した。その後、４０ｍＬのエタノールで洗浄して遠心分離により固液分離し、固相を１２０℃で２時間乾燥させることで、実施例１１の粒子（球状の粉末）を得た。

（実施例１２）
フッ化ユーロピウムを、Ｓｉ及びＥｕの合計モル数に対するＥｕのモル数の割合が２．５モル％となるように添加したこと以外は、実施例１１と同様の操作を行って、実施例１２の粒子を得た。

（実施例１３）
フッ化ユーロピウムを、Ｓｉ及びＥｕの合計モル数に対するＥｕのモル数の割合が５．０モル％となるように添加したこと以外は、実施例１１と同様の操作を行って、実施例１３の粒子を得た。

（比較例４）
フッ化ユーロピウムを、比較例４の粒子として用いた。

＜粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）＞
実施例１１～１３及び比較例４の粒子について、上記＜粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）＞と同様にした結果を表１０及び図１６に示す。図１６に、ケイ酸塩系基材１のみの粉末Ｘ線回折パターンも併記した。

表１０及び図１６に示すように、実施例１２及び１３は、粉末Ｘ線回折パターンにおいて、回折角度（２θ）が２６．６～２８．６°の範囲（第４回折ピーク）、回折角度（２θ）が４４．８～４６．８°の範囲（第５回折ピーク）及び回折角度（２θ）が３０．８～３２．８°の範囲（第７回折ピーク）にそれぞれ回折ピークを有し、第４回折ピークの半価幅が０．３°以下であり、第５回折ピークの半価幅が０．５７°以下であり、第７回折ピークの半価幅が０．３８°以下である式（５）で表される化合物、及び、回折角度（２θ）が２６．６～２８．６°の範囲（第４回折ピーク）、回折角度（２θ）が４４．８～４６．８°の範囲（第５回折ピーク）及び回折角度（２θ）が２４．３～２６．３の範囲（第６回折ピーク）にそれぞれ回折ピークを有し、第４回折ピークの半価幅が０．３°以下であり、第５回折ピークの半価幅が０．５７°以下であり、第６回折ピークの半価幅が０．２２°以下である式（６）で表される化合物の結晶体を含んでいた。
実施例１１は、粉末Ｘ線回折パターンにおいて、回折角度（２θ）が２６．６～２８．６°の範囲（第４回折ピーク）、回折角度（２θ）が４４．８～４６．８°の範囲（第５回折ピーク）及び回折角度（２θ）が３０．８～３２．８°の範囲（第７回折ピーク）にそれぞれ回折ピークを有し、第４回折ピークの半価幅が０．３°以下であり、第５回折ピークの半価幅が０．５７°以下であり、第７回折ピークの半価幅が０．３８°以下である式（５）で表される化合物の結晶体単相であった。
そして、実施例１２～１３の粒子は、式（５）で表される化合物や式（６）で表される化合物と、非晶質シリカとの混晶であると言える。
また、実施例１１～１３は、３９．１～３９．７°に回折ピーク（２θ）が観察された。図１６に△で記載し、表１０の結晶化度の計算においても利用した。

＜発光特性＞
実施例１１～１３の粒子ついて、実施例１と同様にして、励起スペクトル及び蛍光スペクトルを測定した。結果の一例として、蛍光スペクトルを図１７に示す。

この結果、実施例１１～１３全てで、Ｅｕ(III)イオンに起因する励起ピーク（３９５ｎｍ）及び発光ピーク（６１３ｎｍ）が観測された。
また、実施例１１～１３の粒子それぞれについて、励起波長λ_ｅｘ＝３９５ｎｍ，発光波長λ_ｅｍ＝６１３ｎｍでの内部量子収率を求めたところ、実施例１１は１．４７、実施例１２は５．３９、実施例１３は６．７０％であった。

＜化学組成（蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ））＞
実施例１１～１３及び比較例４の粒子ついて、実施例１と同様にして、蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）を行った。結果を表１１及び１２に示す。

＜粒子の平均粒子径の測定＞
実施例１１～１３の粒子ついて、電界放出型走査型電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）を用いて粒径を１００個以上計測し、平均粒子径を算出した。なお、３００個の粒子について、各粒子の長径及び短径をそれぞれ計測し、（長径＋短径）／２を各粒子の粒径とした。この各粒子の粒径の平均値（各粒子の粒径の合計値を個数（３００）で除した値）を平均粒子径とした。
この結果、実施例１１の粒子の平均粒子径は１４０ｎｍであり、実施例１２の粒子の平均粒子径は１４９ｎｍであり、実施例１３の平均粒子径は１５１ｎｍであった。

＜毒性評価＞
実施例１１～１３及び比較例４の粒子を用いて、実施例１と同様の方法で、毒性評価を行った。
この結果、ユーロピウム化合物の結晶体が形成された実施例１１～１３では、正常な細胞増殖挙動がみられ、細胞毒性がないことが確認された。これに対し、比較例４では、不安定なフッ化物であるため、これが細胞培養液へ溶出しＥｕイオンもしくはＥｕフッ化物イオンとなって直接細胞へ反応したと考えられ、比較例１とほぼ同じ程度の毒性を示す結果になった。
なお、細胞に取り込まれた粒子の蛍光特性については、結晶体は細胞培養液への溶出がないため最終的に、培養４８時間で、比較例４と比べて、蛍光強度が高い結果となった。

以上により、希土類元素の塩化物又は希土類元素のフッ化物を、特定のケイ酸塩系基材の表面に設けた複合体粒子を用いると、細胞は良好に成長し、細胞へ取り込ませて可視化することができることが分かった。そして、発光物質である希土類元素の凝集が抑制され、希土類元素の担持量も適量であるため、蛍光強度が高く、感度良く検出できる。

１ ケイ酸塩系基材（球状）
２ 希土類化合物
１１ 容器
１２ アンモニア水
１３ スクリュー管
１４ アンモニア水の液面
１５ 台

Claims (20)

1. ケイ素元素（Ｓｉ）及び酸素元素（Ｏ）を含有するケイ酸塩系基材と、希土類化合物とを含み、
   前記希土類化合物は、希土類元素の塩化物及び希土類元素のフッ化物から選択される少なくとも一種を含み、
   前記ケイ酸塩系基材が、固体^２９Ｓｉ－ＮＭＲスペクトルにおける、Ｓｉ（ＯＳｉ）_４に由来するピーク面積をＱ_４とし、ＨＯ－Ｓｉ（ＯＳｉ）_３に由来するピーク面積をＱ_３としたときの、Ｑ_４／Ｑ_３が１．６～３．９である、ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。
2. 前記希土類元素が、ユーロピウム（Ｅｕ）及びテルビウム（Ｔｂ）の少なくとも一方である、請求項１に記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。
3. 前記希土類化合物が、下記化学式（１）～（４）で表される化合物から選択される少なくとも一種の化合物を含む、請求項２に記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。
   ＥｕＣｌ_ｘ ・・・（１）
   Ｅｕ（ＯＨ）_２ ・・・（２）
   Ｅｕ（ＯＨ）_２Ｃｌ・・・（３）
   ＥｕＯＣｌ ・・・（４）
   （式（１）中、ｘは０．０５以上５以下である。）
4. 前記希土類化合物が、粉末Ｘ線回折パターンにおいて、回折角度（２θ）が３４．３～３６．１°の範囲に第１回折ピークを有し該第１回折ピークの半価幅が１．８°以下であるか、及び／又は、回折角度（２θ）が２８．６～２９．６°の範囲に第２回折ピーク及び回折角度（２θ）が３６．８～３８．４°の範囲に第３回折ピークを有し該第２回折ピークの半価幅が１．０°以下であり該第３回折ピークの半価幅が１．６°以下である、請求項３に記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。
5. 前記希土類化合物が、下記化学式（５）又は（６）で表される化合物、並びに前記化学式（５）及び前記化学式（６）で表される化合物から選択される少なくとも一種の化合物と非晶質シリカとの混晶から選択される少なくとも一種を含む、請求項２に記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。
   ＥｕＯＦ ・・・（５）
   ＥｕＦ_３ ・・・（６）
6. 前記希土類化合物が、粉末Ｘ線回折パターンにおいて、回折角度（２θ）が２６．６～２８．６°の範囲に第４回折ピーク、回折角度（２θ）が４４．８～４６．８°の範囲に第５回折ピーク及び回折角度（２θ）が２４．３～２６．３°の範囲に第６回折ピークを有し、前記第４回折ピークの半価幅が０．３°以下であり、前記第５回折ピークの半価幅が０．５７°以下であり、前記第６回折ピークの半価幅が０．２２°以下であるか、及び／又は、前記第４回折ピーク、前記第５回折ピーク及び回折角度（２θ）が３０．８～３２．８°の範囲に第７回折ピークを有し、前記第４回折ピークの半価幅が０．３°以下であり、前記第５回折ピークの半価幅が０．５７°以下であり、前記第７回折ピークの半価幅が０．３８°以下である、請求項５に記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。
7. 前記希土類元素は、前記ケイ酸塩系基材の表面に存在する、請求項１～６のいずれか１項に記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。
8. 表面に炭素元素を含有する分子を含む、請求項１～７のいずれか１項に記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。
9. ケイ素元素と希土類元素との合計モル数に対する希土類元素のモル数の割合が、０．１モル％以上７モル％以下である、請求項１～８のいずれか１項に記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。
10. 前記ケイ酸塩系基材が、シリカ又はケイ酸塩からなる基材である、請求項１～９のいずれか１項に記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。
11. 前記ケイ酸塩系基材が、非晶質体である、請求項１～１０のいずれか１項に記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。
12. 前記ケイ酸塩系基材が、平均粒径が５０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の粉末である、請求項１～１１のいずれか１項に記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体。
13. 請求項１２に記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体からなり、前記希土類化合物が発光物質である、発光ナノ粒子。
14. バイオイメージングに用いられる、請求項１３に記載の発光ナノ粒子。
15. 請求項１３に記載の発光ナノ粒子を細胞内に取り込ませ、前記発光ナノ粒子に光を照射し、前記細胞を観察する工程を有する、細胞の検出方法。
16. ヒトを除く動物の治療方法であって
    請求項１３に記載の発光ナノ粒子を前記動物に投与し、前記発光ナノ粒子に光を照射し、前記動物を治療する工程を有する、治療方法。
17. 体内細胞の検査を行う検査部、前記体内細胞の診断を行う診断部、及び／又は前記体内細胞の治療を行う治療部を備え、
    前記検査、前記診断、及び／又は前記治療を行う際に、請求項１３に記載の発光ナノ粒子を体内細胞内に投入し、前記発光ナノ粒子に光を照射する光照射部をさらに備える、医療装置。
18. 請求項１～１２のいずれか１項に記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体の製造方法であって、
    前記ケイ酸塩系基材と希土類化合物の原料とを混合し、固相メカノケミカル反応させる工程を含み、
    前記ケイ酸塩系基材が、固体^２９Ｓｉ－ＮＭＲスペクトルにおける、Ｓｉ（ＯＳｉ）_４に由来するピーク面積をＱ_４とし、ＨＯ－Ｓｉ（ＯＳｉ）_３に由来するピーク面積をＱ_３としたときの、Ｑ_４／Ｑ_３が１．６～３．９である、ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体の製造方法。
19. 請求項１～１２のいずれか１項に記載のケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体の製造方法であって、
    塩基性雰囲気中で、前記ケイ酸塩系基材の表面を溶解する工程と、
    該表面を溶解したケイ酸塩系基材に、前記希土類化合物の原料を反応させる工程とを含み、
    前記ケイ酸塩系基材が、固体^２９Ｓｉ－ＮＭＲスペクトルにおける、Ｓｉ（ＯＳｉ）_４に由来するピーク面積をＱ_４とし、ＨＯ－Ｓｉ（ＯＳｉ）_３に由来するピーク面積をＱ_３としたときの、Ｑ_４／Ｑ_３が１．６～３．９である、ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体の製造方法。
20. 下記化学式（５）及び下記化学式（６）で表される化合物から選択される少なくとも一種の化合物と、非晶質シリカとの混晶であって、
    粉末Ｘ線回折パターンにおいて、回折角度（２θ）が２６．６～２８．６°の範囲に第４回折ピーク、回折角度（２θ）が４４．８～４６．８°の範囲に第５回折ピーク及び回折角度（２θ）が２４．３～２６．３°の範囲に第６回折ピークを有し、前記第４回折ピークの半価幅が０．３°以下であり、前記第５回折ピークの半価幅が０．５７°以下であり、前記第６回折ピークの半価幅が０．２２°以下であるか、及び／又は、前記第４回折ピーク、前記第５回折ピーク及び回折角度（２θ）が３０．８～３２．８°の範囲に第７回折ピークを有し、前記第４回折ピークの半価幅が０．３°以下であり、前記第５回折ピークの半価幅が０．５７°以下であり、前記第７回折ピークの半価幅が０．３８°以下である混晶。
    ＥｕＯＦ ・・・（５）
    ＥｕＦ_３ ・・・（６）

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