光刺激に応答し分子を放出するナノチューブの創製とその応用

• Project/Area Number: 16K04892
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Nanomaterials chemistry
• Research Institution: Chuo University
• Principal Investigator: 秋山 元英 中央大学, 理工学部, 助教 (90467697)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2017: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: ナノチューブ / 分子放出制御 / ナノキャリアー / 金ナノ粒子 / 交互積層 / 超分子構造体 / DNA / ドラッグデリバリーシステム

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、金ナノ粒子（AuNP）層およびDNA層を有する多層構造のナノチューブ（AuNP-DNA NT）を合成し、AuNPの光熱変換能によるDNAの熱変性を誘起することでDNAや抗がん剤ドキソルビシン（Dox）を放出させるシステムの構築を目的としている。本年度においては（1）AuNP-DNA NTを合成しその詳細な構造を解析するとともに、（2）光照射下におけるAuNP-DNA NT からのDox放出促進を確認した。
（1）AuNP-DNA NTの合成および構造解析
多孔性ポリカーボネート膜を用いた鋳型内交互積層法により、AuNP-DNA NTの合成を行った。クエン酸還元法により調製した粒径 40 nmのAuNPおよびポリエチレンイミン、サケ精液由来DNAを交互に積層後、鋳型を溶解除去することでAuNP-DNA NTを得た。走査型電子顕微鏡観察により、均一な中空管構造をもつNTの形成が確認された。また、透過型電子顕微鏡観察において、AuNPが高密度に積層されている様子が観測された。
（2）光照射下におけるAuNP-DNA NT からのDox放出促進
Doxを結合させた Au-DNA(Dox) NT分散液に620-700 nmの光を照射し、蛍光スペクトル測定からDoxの放出率を算出した。その結果、光照射によりDoxの放出が約20％促進されることが明らかとなった。また、Au-DNA(Dox) NTでがん細胞を処理し光照射を行うことで、2倍の濃度のDox溶液で処理した場合に匹敵する抗がん活性を示すことが確認された。

Research Products

• [Presentation] DNAナノチューブの薬物送達システムへの応用 (2016)
  • Author(s): 山田知佳、秋山元英、小松晃之
  • Organizer: 第10回バイオ関連化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 石川県立音楽堂 他
  • Year and Date: 2016-09-08
• [Presentation] 鋳型内交互積層法によるDNAナノチューブの合成とその応用 (2016)
  • Author(s): 秋山元英、山田知佳、小松晃之
  • Organizer: 第10回バイオ関連化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 石川県立音楽堂 他
  • Year and Date: 2016-09-07