| Project/Area Number |
22K12904
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 90140:Medical technology assessment-related
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute |
|---|
Principal Investigator |
藤巻 康人 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 技術支援本部地域技術支援部城南支所, 主任研究員 (70392305)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂本 知昭 国立医薬品食品衛生研究所, 薬品部, 室長 (40311386)
小野里 磨優 東邦大学, 薬学部, 講師 (50610094)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
|
|---|
| Keywords | 蛍光量子収率 / マッピング / 医薬品評価技術 / PAT / レギュラトリーサイエンス |
|---|
| Outline of Research at the Start |
蛍光量子収率（Photoluminescence Quantum Yields；PLQY）は、物質の置かれている環境や状態、温度などに極めて敏感に応答する値である。本研究では、自作アタッチメントを取り付けたPLQY測定装置を用いて固体試料表面での局所的なPLQYを計測し、想定外の混入物や不純物の存在を検知できる新しい評価手法（PLQYマッピング法）を確立する。
PLQYマッピング法によって、従来技術では捉えられなかった想定外の混入物や不純物が固体試料表面上のどこに存在するか適切に検知できるようになり、医薬品固形製剤など事故的混入物や不純物が許されない産業分野では特に有効な技術として活用できる。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、自作アタッチメントを取り付けた蛍光量子収率（Photoluminescence Quantum Yields；PLQY）測定装置を用いて固体試料表面での局所的なPLQYを計測し、想定外の混入物や不純物の存在を検知できる新しい評価手法（PLQYマッピング法）を確立することを目的とする。
2022年度は、固体試料に対するPLQY測定の適用性を検討した。市販の蛍光性医薬品（原薬粉体）について、非蛍光性の賦形剤によって重量比で100wt％から50wt%まで段階的に希釈してもPLQY値はほとんど変化しなかった。このことから、高濃度域では定量分析的な適用は困難であることが示唆された。一方で、この希釈した混合粉体を打錠機で圧縮成形するとPLQY値は大幅に減少し、圧縮成形による物理変化をPLQY値の変化として検出できる可能性が見出された。
2023年度は、引き続き非蛍光性の賦形剤による希釈効果の確認を行うとともに、マッピングシステムの初期検討として蛍光性医薬品を故意に局在化させた固体試料の測定を行い、得られたデータをもとにマッピングシステムの設計を行った。希釈効果の確認については、より低濃度域におけるPLQY値の特性を精査するため、重量比で50wt%から0wt%の範囲でPLQY値を測定した。低濃度域でのPLQY値は高濃度域よりも低い値を示していたが、濃度とは比例していなかった。圧縮成形によるPLQY値への影響は低濃度域でも観測され、物理変化の観測は幅広い成分濃度域で有効であると考えられる。また、蛍光性医薬品を故意に局在化させた固体試料では、高濃度部と低濃度部で異なるPLQY値を得られることが確認できたため、今後は作製したマッピングシステム上で同等の結果が得られるか確認を進めていく予定である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画のとおりに積分球ユニットを導入し、順調にPLQY測定が実施できている。モデル試料の測定では、成分濃度の定量分析には限界があることが示唆されたものの、圧縮成形による物理変化を検出できる新たな測定手法としての可能性を見出した。また、故意に局在化させた固体試料の測定では、高濃度部と低濃度部で異なるPLQY値を得られることが確認できた。マッピングシステムの設計も行い、現在はシステムの作製および調整を進めている。
新たな問題としては、励起光による光退色の影響を無視できないケースがあることがわかってきた。将来的にはパルス光励起や高感度検出器の採用で一定程度は解消できると考えられるが、現時点では適切なシステムが構築できない。そのため、本研究では光退色を起こさない試料を選択し、なるべく長波長側での励起光を用いることで実験を継続する。
当初の研究計画から変更しなければならない問題もいくつか生じてきているが、全般的には順調に進展していると評価した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
導入した積分球ユニットは、試料を積分球の外部壁面に試料を設置するタイプであり、当初計画していた装置とは異なる測定システムである。したがって、マッピングシステムの構築にあたっては計画を変更する必要が生じている。すなわち、積分球内に設置した試料に対して光ファイバーの先端を近付け試料直上で局所励起するのではなく、2-3mm程度のアパーチャで励起光を絞った上さらに試料部を部分的にマスクする機構を取り付けて局所励起を実現することとした。
新たなマッピングシステムでは、アパーチャにより照射できる励起光の光量が減少してしまうため、照射面積の拡大する必要がある。一方で、照射面積の拡大は多点測定における空間分解能の低下を意味しているが、本研究では微弱な蛍光を検出することを優先し、アパーチャを採用したマッピングシステムを構築することとした。また、新たに生じてきた光退色の問題も本計画を採用することにより一定程度影響を抑制することができると考えられる。
検出感度や空間分解能の高性能化よりも、的確な評価・判断のためのシステム構築を優先することで、レギュラトリーサイエンスの観点でも工程管理システム（Process Analytical Technology；PAT）としての有用性が期待できる。
|
