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Development of betaine-polymer probes conjugated with NIR dyes essential for photoacoustic imaging

Research Project

Project/Area Number 18K05353
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 37030:Chemical biology-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Kondo Teruyuki  京都大学, 工学研究科, 教授 (20211914)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山田 久嗣  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 講師 (80512764)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords光音響イメージング / 高分子プローブ / 近赤外蛍光色素 / ナノ粒子 / ベタイン / 活性酸素種 / ホスホリルコリン
Outline of Final Research Achievements

Three-dimensional representation of a tumor with respect to its size, shape, location, and boundaries is still a challenge in photoacoustic (PA) imaging using artificial contrast agents as probes. We carried out PA imaging of tumors in mice using 800RS-PMPC, a highly selective tumor-targeting methacrylate polymer having phosphorylcholine side chains, as a probe. The conjugate 800RS-PMPC forms compact nanoparticles (dDLS = 14.3 nm), retains the biocompatibility of the parent polymer (PMPC) and exhibits unprecedented PA performance. When applied to mice bearing a 6 × 3 × 3 mm3 tumor buried 6 mm beneath the skin, the probe 800RS-PMPC selectively accumulates in the tumor and emits PA signals that are strong enough to be unambiguously distinguished from noise signals of endogenous blood/hemoglobin. The PA image thus obtained under high-threshold conditions allows 3D characterization of the tumor in terms of its size, shape, location, and boundaries.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発した NIR-PMPC プローブを用いる次世代の「光音響イメージング(PAI)」の実現は、腫瘍の高度画像診断や手術中の画像診断(術中ナビゲーション)への応用に加え、患者の負担軽減、薬物療法の最適化、さらには「がん(悪性腫瘍)」による死亡率の低減と医療費抑制に大きく貢献する。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (34 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 1 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 8 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Vienna(オーストリア)

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      Scientific Reports

      Volume: 10 Pages: 19363-19363

    • NAID

      120006937531

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      Volume: 9 Issue: 29 Pages: 16863-16868

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      Volume: 19 Issue: 9 Pages: 956-962

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    • Author(s)
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    • Total Pages
      1000
    • Publisher
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    • URL

      https://www.abe.ehcc.kyoto-u.ac.jp/

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    • Inventor(s)
      近藤輝幸 他6名
    • Industrial Property Rights Holder
      近藤輝幸 他6名
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2019
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URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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