Molecular-targeted nanobubbles for ultrasound contrast agents using a newly synthesized surfactant

• Project/Area Number: 23750168
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Functional materials chemistry
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: TSUCHIYA Koji 東京理科大学, 理学部, 助教 (50398822)
• Project Period (FY): 2011 – 2013
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2013: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2012: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2011: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: ナノバブル / 超音波診断 / 造影剤 / 分子認識 / シクロアミロース修飾界面活性剤 / リン脂質 / ガラクトース / 葉酸 / ジェミニ型界面活性剤

Research Abstract

The present study aims to develop molecular-targeted ultrasound contrast agents (nanobubbles) using a newly synthesized cycloamylose-modified surfactant (CA-LA). Nanobubbles with high dispersion stability in blood serum can be obtained using mixed CA-LA and a polyethylene glycol (PEG)-modified phospholipid as the dispersion agents. The labeling of folic acid to the nanobubbles enhances their accumulation to KB cells having folate receptors. Galactose-labeled nanobubbles are selectively accumulated to human liver tumor cells (HepG2), in which asialoglycoprotein receptors are generated. The results reveal that the nanobubbles obtained in the present study can be a useful ultrasound contrast agent having high stability in blood and high accumulation ability to tumor cells.

Research Products

• [Journal Article] Improvement of cell attachment capabilities of poly-L-lactic acid films by modification of surface properties with ion-beam irradiation (2013)
  • Author(s): Toshiyuki Tanaka, Yoshiaki Suzuki, Koji Tsuchiya, and Hirofumi Yajima
  • Journal Title: Surface and Coatings Technology Volume: 218 Pages: 162-166
  • DOI: 10.1016/j.surfcoat.2012.12.047
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Surface characterization and assessment of cell attachment capabilities of thin films fabricated by ion-beam irradiation of poly(l-lactic acid) substrates (2013)
  • Author(s): Toshiyuki Tanaka, Yoshiaki Suzuki, Koji Tsuchiya, and Hirofumi Yajima
  • Journal Title: Applied Surface Science Volume: 265 Pages: 281-285
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2012.10.196
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular logistics using cytocleavable polyrotaxanes for the reactivation of enzymes delivered in living cells (2013)
  • Author(s): Atsushi Tamura, Go Ikeda, Ji-Hun Seo, Koji Tsuchiya, Hirofumi Yajima, Yoshihiro Sasaki, Kazunari Akiyoshi, Nobuhiko Yui.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 3 Issue: 1 Pages: 2252-2252
  • DOI: 10.1038/srep02252
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of Polymerizable Groups on Aqueous Phase Behavior of Monomeric and Gemini Cationic Surfactants (2012)
  • Author(s): Kenichi Sakai, Hironori Nishiyama, Kosuke Ogura, Yuhei Kuroki, Takeshi Endo, Koji Tsuchiya, Hideki Sakai, Masahiko Abe
  • Journal Title: Journal of the Japan Society of Colour Material Volume: 85 Issue: 8 Pages: 317-320
  • DOI: 10.4011/shikizai.85.317
  • NAID: 10030934015
  • ISSN: 0010-180X, 1883-2199
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Catanionic mixtures forming gemini-like amphiphiles (2011)
  • Author(s): Hideki Sakai, Yuji Okabe, Koji Tsuchiya, Kenichi Sakai, Masahiko Abe
  • Journal Title: Journal of Oleo Science Volume: 60 Pages: 549-555
  • NAID: 130001373803
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 早期医療診断に向けた超音波造影微小気泡の開発 (2013)
  • Author(s): 土屋好司
  • Organizer: 第12回「微小気泡の応用技術」講演会
  • Place of Presentation: 千葉工業大学
  • Year and Date: 2013-06-28
  • Invited
• [Presentation] 超音波分子イメージング用マイクロ・ナノバブルの開発 (2013)
  • Author(s): 土屋好司
  • Organizer: 日本超音波医学会関東甲信越地方会 第25回学術集会
  • Place of Presentation: ビックサイトTFTホール
  • Invited
• [Presentation] キトサン/カーボンマイクロコイル複合足場材料の骨再生材料への応用 (2013)
  • Author(s): 坂東加奈子、青景知弘、土屋好司、陳秀琴、元島栖二、矢島博文
  • Organizer: 第23回日本MRS年次大会
  • Place of Presentation: 横浜情報文化センター
• [Presentation] 骨組織工学におけるキトサン/カーボンマイクロコイル複合膜の新規骨再生材料への応用 (2013)
  • Author(s): 坂東加奈子、青景知弘、土屋好司、陳秀琴、元島栖二、矢島博文
  • Organizer: 2013年材料技術研究協会討論会
  • Place of Presentation: 東京理科大学野田キャンパス
• [Presentation] Photo-Induced Reversible Control of Optical Anisotropy of Lyotropic Liquid Crystals Containing Azobenzene Derivatives (2013)
  • Author(s): Koji Tsuchiya, Noriko Akagawa, Hirofumi Yajima
  • Organizer: 85th JSCM Anniversary Conference （色材協会創立85周年記念会議）
  • Place of Presentation: タワーホール船堀
• [Presentation] 超音波分子イメージング用マイクロ・ナノバブルの開発 (2013)
  • Author(s): 土屋好司
  • Organizer: 日本超音波医学会関東甲信越地方会 第２５回学術集会
  • Place of Presentation: ビックサイトTFTホール
  • Invited
• [Presentation] スピロピラン導入両親媒性高分子が形成する分子集合体の特異な光応答挙動 (2013)
  • Author(s): 土屋好司、田中智子、 越後優、矢島博文
  • Organizer: 第64回コロイドおよび界面化学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
• [Presentation] アゾベンゼン誘導体を用いた光照射によるリオトロピック液晶構造の可逆的形成制御 (2013)
  • Author(s): 赤川典子、土屋好司、矢島博文
  • Organizer: 第64回コロイドおよび界面化学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
• [Presentation] スピロベンゾピラン導入高分子ミセルの光応答挙動 (2013)
  • Author(s): 田中智子、越後優、土屋好司、矢島博文
  • Organizer: 第62回高分子討論会
  • Place of Presentation: 金沢大学角間キャンパス
• [Presentation] ビオチン修飾二層カーボンナノチューブバイオセンサーの作製とそのバイオセンサー機能 (2013)
  • Author(s): 長屋祐香、久野晃弘、土屋好司、矢島博文
  • Organizer: 第62回高分子討論会
  • Place of Presentation: 金沢大学角間キャンパス
• [Presentation] 光刺激によるリオトロピック液晶の可逆的光学異方性制御 (2013)
  • Author(s): 土屋好司、赤川典子、矢島博文
  • Organizer: 日本油化学会 第52回年会
  • Place of Presentation: 東北大学川内北キャンパス
• [Presentation] 早期医療診断に向けた超音波造影微小気泡の開発 (2013)
  • Author(s): 土屋好司
  • Organizer: 第12回「微細気泡の応用技術」講演会
  • Place of Presentation: 千葉工業大学
  • Invited
• [Presentation] ナノバブルとその医療分野への応用 (2012)
  • Author(s): 土屋好司
  • Organizer: 色材協会関係コロイド化学セミナー
  • Place of Presentation: 東京塗料会館
  • Year and Date: 2012-06-18
  • Invited
• [Presentation] 葉酸標識標的指向性液晶ナノ粒子の調製とその薬物キャリヤーとしての機能性評価 (2012)
  • Author(s): 沖津翔太，土屋好司，油井研一，酒井秀樹，阿部正彦，矢島博文
  • Organizer: 日本バイオマテリアル学会シンポジウム２０１２
  • Place of Presentation: 仙台国際センター
• [Presentation] スピロベンゾピラン導入光応答性高分子ミセルの薬物キャリアへの応用 (2012)
  • Author(s): 田中智子，越後優，土屋好司，矢島博文
  • Organizer: 日本バイオマテリアル学会シンポジウム２０１２
  • Place of Presentation: 仙台国際センター
• [Presentation] Preparation of Nanobubbles with High Dispersion Stability in Blood Serum (2012)
  • Author(s): Koji Tsuchiya, Keisuke Hayashi, Kazuyoshi Fujiwara, Tomokazu Matsuura, Kiyoshi Ohkawa, Hideki Sakai, Masahiko Abe, Hirofumi Yajima
  • Organizer: World Congress on Oleo Science and 29th ISF congress (WCOS2012)
  • Place of Presentation: 長崎県佐世保市アルカス佐世保大ホール
• [Presentation] ナノバブルを鋳型とした中空ナノカプセルの調製 (2012)
  • Author(s): 今井 薫，土屋 好司，矢島 博文
  • Organizer: 第61回高分子討論会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
• [Presentation] 葉酸標識PAMAM デンドリマー/PEG 化リポソーム複合化粒子の調製と薬物キャリアへの応用 (2012)
  • Author(s): 田中 智子，斎藤 麻美，島田 亨平，土屋 好司，矢島 博文
  • Organizer: 第61回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
• [Presentation] 標的指向性液晶ナノ粒子の調製および生体適合性 (2012)
  • Author(s): 沖津 翔太，土屋 好司，酒井 秀樹，阿部 正彦，矢島 博文
  • Organizer: 第61回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
• [Presentation] Preparation of Nanobubbles with High Dispersion Stability Using Mixture of Cycloamylose Laurate and PEGylated Phospholipids for Ultrasound Contrast Agents (2012)
  • Author(s): Koji Tsuchiya, Keisuke Hayashi, Kazuyoshi Fujiwara, Tomokazu Matsuura, Kiyoshi Ohkawa, Hideki Sakai, Masahiko Abe, Hirofumi Yajima
  • Organizer: International Association of Colloid and Interface Scientists, Conference (IACIS2012)
  • Place of Presentation: 仙台国際センター
• [Presentation] がんの早期診断に向けた界面活性剤が形成する微小気泡の利用 (2011)
  • Author(s): 土屋好司
  • Organizer: 第43回洗浄に関するシンポジウム
  • Place of Presentation: タワーホール船堀
  • Invited
• [Presentation] Nanobabble Preparation of Mixed Cycloamylose-Modified Surfactants and PEGylated Phospholipids for Ultrasound Contrast Agents (2011)
  • Author(s): Koji Tsuchiya (他10名)
  • Organizer: 85th ACS Colloid and Surface Science Symposium
  • Place of Presentation: McGill University, Montreal, Quebec, Canada
• [Presentation] Nanobubble Preparation of Mixed Cycloamylose-Modified Surfactants and PEGylated Phospholipids for Ultrasound Contrast Agents (2011)
  • Author(s): Koji Tsuchiya, 他10名
  • Organizer: 85th ACS Colloid and Surface Science Symposium
  • Place of Presentation: McGill University Montreal, Montreal, Quebec, Canada
• [Presentation] 標的指向性液晶ナノ粒子の調製及びその界面特性 (2011)
  • Author(s): 沖津 翔太, 土屋 好司, 他3名
  • Organizer: 第63回コロイドおよび界面化学討論会
  • Place of Presentation: 京都大学・吉田キャンパス（京都）
• [Presentation] がんの早期診断に向けた界面活性剤が形成する微小気泡の利用 (2011)
  • Author(s): 土屋 好司
  • Organizer: 第43回洗浄に関するシンポジウム(招待講演)
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京）
• [Presentation] 標的指向性液晶ナノ粒子の調製及び生体適合性 (2011)
  • Author(s): 沖津翔太，土屋好司，他3名
  • Organizer: 第33回日本バイオマテリアル学会大会
  • Place of Presentation: 京都府民総合交流プラザ（京都）
• [Presentation] 葉酸修飾PAMAM デンドロン/リポソーム複合化粒子の薬物キャリアとしての機能性評価 (2011)
  • Author(s): 島田亨平，土屋好司，他2名
  • Organizer: 第33回日本バイオマテリアル学会大会
  • Place of Presentation: 京都府民総合交流プラザ（京都）