Real-time observation of metal nanoparticles internalized into a biological cell by confocal microscopy

• Project/Area Number: 24550091
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Analytical chemistry
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: FUJIWARA Kazuhiko 秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10375222)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2013: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2012: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 金ナノ粒子 / 局在表面プラズモン共鳴 / 光散乱 / 顕微鏡 / プラズモン / 共鳴散乱 / 細胞イメージング / 共焦点顕微散乱観察

Outline of Final Research Achievements

Analyses of protein localization and interactions in biological cells are very important on tumor marker targeted medical diagnostics and profiling of some series of diseases. Nanoparticles receive an enormous attention in various biomedical applications since their sizes are similar with biological molecules and structures. Gold nanoparticle (AuNP) possesses unique optical properties based on localized surface plasmon resonance (LSPR) and functionalizability with self-assembled monolayers, thus they have utilized in biosensing and gene delivery applications.
We studied to develop a light-scattering microscopy to probe AuNP internalized into biological cells. The optimum condition for surface modification of AuNPs and intracellular introduction by protein coated AuNP were investigated. Resonant light scattering imaging of AuNPs in a cell was also demonstrated in this study. Cellular uptake and fate of AuNPs were analyzed.

Research Products

• [Journal Article] A monomeric [Zr(CO3)4]4− complex in an ammonium zirconium carbonate aqueous solution studied by extended X-ray absorption fine structure, Raman and nuclear magnetic resonance spectroscopy (2015)
  • Author(s): Fumiyuki Takasaki, Kazuhiko Fujiwara, Yasushi Nakajima, Taku Nishikawa, Hyuma Masu, Mamoru Imanari, Yuki Hidaka, Nobuaki Ogawa
  • Journal Title: Dalton Transactions Volume: 44 Issue: 2 Pages: 6450652-6450652
  • DOI: 10.1039/c4dt02022g
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nanometer-sized Polynuclear Cluster and Oxide Nanocrystal Formation via Aging-condition-dependent Hydrolysis of Zirconium Oxychloride (2014)
  • Author(s): Takasaki, F., Fujiwara, K., Nakajima, Y., Nishikawa, T. and Ogawa, N.
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 43 Issue: 2 Pages: 196-198
  • DOI: 10.1246/cl.130892
  • NAID: 130004867961
  • ISSN: 0366-7022, 1348-0715
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Aggregate domain growth of gold nanoparticle on chemically modified glass surface (2012)
  • Author(s): Fujiwara, K., Ogawa, N.
  • Journal Title: Journal of Nanoscience and Nanotechnology Volume: Vol.12 Issue: 8 Pages: 6596-6598
  • DOI: 10.1166/jnn.2012.6156
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 金ナノ粒子のHeLa細胞への毒性と細胞内導入量との相関 (2014)
  • Author(s): 永野 友貴 ・ 藤原 一彦 ・ 小川 信明
  • Organizer: 日本分析化学会第63年会
  • Place of Presentation: 広島大学東広島キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [Presentation] ペプチド自己組織化膜を介したタンパク質結合金ナノ粒子の調製と細胞内導入 (2014)
  • Author(s): 小田島 拓哉 ・ 藤原 一彦 ・ 小川 信明
  • Organizer: 日本分析化学会第63年会
  • Place of Presentation: 広島大学東広島キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [Presentation] 還元型免疫グロブリンGにより表面修飾を施した金ナノ粒子のHeLa細胞への細胞内導入の検討 (2014)
  • Author(s): 桑原 幸穂 ・ 藤原 一彦 ・ 小川 信明
  • Organizer: 日本分析化学会第63年会
  • Place of Presentation: 広島大学東広島キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [Presentation] 化学修飾金ナノ粒子のHeLa細胞に対する毒性の検討 (2014)
  • Author(s): 永野 友貴 ・ 藤原 一彦 ・ 小川 信明
  • Organizer: 第74回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 日本大学工学部
  • Year and Date: 2014-05-24 – 2014-05-25
• [Presentation] 金ナノ粒子特異的結合能を有する還元型免疫グロブリンGの調製と金ナノ粒子への表面修飾 (2014)
  • Author(s): 桑原 幸穂 ・ 藤原 一彦 ・ 小川 信明
  • Organizer: 第74回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 日本大学工学部
  • Year and Date: 2014-05-24 – 2014-05-25
• [Presentation] 熱処理による金ナノ粒子の形状・粒子径再構成とその局在表面プラズモン共鳴センサへの応用 (2014)
  • Author(s): 藤原 一彦 ・ 高橋 優斗 ・ 小川 信明
  • Organizer: 第74回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 日本大学工学部
  • Year and Date: 2014-05-24 – 2014-05-25
• [Presentation] ペプチド自己組織化膜を介した金ナノ粒子表面への抗体分子導入 (2014)
  • Author(s): 小田島 拓哉 ・ 藤原 一彦 ・ 小川 信明
  • Organizer: 第74回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 日本大学工学部
  • Year and Date: 2014-05-24 – 2014-05-25
• [Presentation] ゲル濾過クロマトグラフィーによるタンパク質結合金ナノ粒子分離法の開発 (2014)
  • Author(s): 岩崎 史始・藤原 一彦・小川 信明
  • Organizer: 日本分析化学会第62年会
  • Place of Presentation: 近畿大学東大阪キャンパス
• [Presentation] ペプチド被覆金ナノ粒子の細胞毒性の検討 (2014)
  • Author(s): 永野 友貴・藤原 一彦・小川 信明
  • Organizer: 日本分析化学会第62年会
  • Place of Presentation: 近畿大学東大阪キャンパス
• [Presentation] 細胞内に導入したペプチド修飾金ナノ粒子の存在状態の解析 (2014)
  • Author(s): 小田島 拓哉・日登 圭宣・藤原 一彦・小川 信明
  • Organizer: 日本分析化学会第62年会
  • Place of Presentation: 近畿大学東大阪キャンパス
• [Presentation] CALNNペプチド修飾金ナノ粒子の細胞内導入と共焦点顕微解析 (2012)
  • Author(s): 日登 圭宣・藤原 一彦・伊藤 英晃・小川 信明
  • Organizer: 日本分析化学会第61年会
  • Place of Presentation: 金沢大学