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2017 Fiscal Year Research-status Report

革新的人工調製肺サーファクタントの開発と適用拡大への試み

Research Project

Project/Area Number 16K08216
Research InstitutionDaiichi University, College of Pharmaceutical Sciences

Principal Investigator

中原 広道  第一薬科大学, 薬学部, 准教授 (00513235)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsナノ機能材料 / ナノ医薬 / 肺サーファクタント / 複合材料
Outline of Annual Research Achievements

フッ素化両親媒性物質を肺サーファクタント薬に添加し、その薬効の増大を成就する基盤研究の一環として、親水基のない部分フッ素化アルカン(F10H16及びF10H20)、その2量体であるフッ素化アルカン(di(F10H16)及びdi(F10H20))と肺サーファクタント主成分であるジパルミトイルフォスファチジルコリン(DPPC) との二成分相互作用及びその界面挙動をLangmuir単分子膜により精査した。298.2 K、超純水下相液の条件下で、これら4種の部分フッ素化アルカンは典型的なordered膜を形成した。F10H16 及びF10H20 の極限面積は、共に同じ数値を示し、炭化フッ素鎖の断面積を反映していた。一方、di(F10H16)及びdi(F10H20)の極限面積は単量体の約2倍の面積を示し、ダイマーにすることで膜の凝集性が向上した。二成分DPPC/部分フッ素化アルカン系の表面圧一面積曲線の測定において、全ての系においてDPPC の一次相転移圧から膜の崩壊圧の間に、組成に依存した屈曲点が現れた。この屈曲点は、部分フッ素化アルカンからなる表面ミセルの形成に起因すると考えられる。またこのミセルは、分子占有面積を考慮に入れるとDPPC 単分子膜上に形成される可能性が高い。さらにこの表面ミセル形成は、蛍光顕微鏡画像, BAM、AFM 等によっても裏付けされた。部分フッ素化アルカンは、体内での消失時間が他のアルコール型及びカルボン酸型の部分フッ素化合物よりも著しく短く、肺サーファクタントへの応用が期待できる。本研究の成果は,広範な呼吸器疾患 (喘息, SARS, COPD等) への適用拡大へと貢献できる可能性を見出している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

新規の部分フッ素化化合物を4種合成でき、基本的な膜物性を評価した。また、肺サーファクタント主成分との相互作用を精査でき、今後の道しるべを得ることができた。これらの理由により研究の進捗状況はおおむね順調だと判断できる。

Strategy for Future Research Activity

異動2年目で研究環境が大幅に変わったが、できることを確実にやっていくつもりである。具体的には部分フッ素化アルカンとDPPCとのLangmuir単分子膜物性をさらに精査する。その後、学会発表を得て、学術雑誌への投稿・論文化へとつなげる。

Causes of Carryover

異動一年目のため、研究室整備等に時間がかかり、予算執行が滞ってしまった。本年度は、プロジェクトの最終年度のため、研究遂行はもとより、研究の成果の公表・発表に経費を割り振るよう計画している。

  • Research Products

    (20 results)

All 2017 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] Insitut Charles Sadron (UPR22)(France)

    • Country Name
      France
    • Counterpart Institution
      Insitut Charles Sadron (UPR22)
  • [Int'l Joint Research] Curtin University(Australia)

    • Country Name
      Australia
    • Counterpart Institution
      Curtin University
  • [Int'l Joint Research] University of Miami(Canada)

    • Country Name
      Canada
    • Counterpart Institution
      University of Miami
  • [Journal Article] Interfacial Properties of Binary Systems Composed of DPPC and Perfluorinated Double Long-Chain Salts with Divalent Counterions of Separate Electric Charge2017

    • Author(s)
      Kato Riku、Nakahara Hiromichi、Shibata Osamu
    • Journal Title

      Journal of Oleo Science

      Volume: 66 Pages: 479~489

    • DOI

      10.5650/jos.ess16208

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Interplay of Hydrophobic and Electrostatic Interactions between Polyoxometalates and Lipid Molecules2017

    • Author(s)
      Kobayashi Daiki、Nakahara Hiromichi、Shibata Osamu、Unoura Kei、Nabika Hideki
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 121 Pages: 12895~12902

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b01774

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Role of the spacer of Gemini surfactants in solubilization into their micelles2017

    • Author(s)
      Nakahara Hiromichi、Nishizaka Hiroaki、Iwasaki Kensuke、Otsuji Yu、Sato Mika、Matsuoka Keisuke、Shibata Osamu
    • Journal Title

      Journal of Molecular Liquids

      Volume: 244 Pages: 499~505

    • DOI

      10.1016/j.molliq.2017.09.014

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Surface structure of sodium chloride solution2017

    • Author(s)
      Nguyen Cuong V.、Phan Chi M.、Nakahara Hiromichi、Shibata Osamu
    • Journal Title

      Journal of Molecular Liquids

      Volume: 248 Pages: 1039~1043

    • DOI

      10.1016/j.molliq.2017.10.138

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Langmuir monolayer of binary mixtures of apolar gemini fluorophilic/lipophilic amphiphiles with DPPC2017

    • Author(s)
      Hiromichi Nakahara, Marie Pierre Krafft, Osamu Shibata
    • Organizer
      The 28 International Conference on Molecular Electronics and Devices 2017 (IC ME&D 2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Monolayer study of binary interactions of a tetrazine derivative with biomembrane constituents at the air-water interface2017

    • Author(s)
      Hiromichi Nakahara, Masayori Hagimori, Takahiro Mukai, Osamu Shibata
    • Organizer
      15th European Conference on Organized Films (ECOF)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Langmuir monolayer of binary system of apolar gemini amphiphiles with DPPC2017

    • Author(s)
      Hiromichi Nakahara, Marie Pierre Krafft, Osamu Shibata
    • Organizer
      7th Asian Conference on Colloid and Interface Science (ACCIS2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Surface properties of gemini type perfluorinated surfactants with DPPC at the air-water interface2017

    • Author(s)
      Riku Kato, Hiromichi Nakahara, Osamu Shibata
    • Organizer
      7th Asian Conference on Colloid and Interface Science (ACCIS2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] beta-Galactosidase Langmuir monolayer at air/X-gal subphase interface2017

    • Author(s)
      Shiv K. Sharma, Shanghao Li, Miodrag Micic, Jhony Orbulescu, Daniel Weissbart, Hiromichi Nakahara, Osamu Shibata, Roger M. Leblanc
    • Organizer
      7th Asian Conference on Colloid and Interface Science (ACCIS2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Surface behaviour of partially perfluorinated alcohol with F-DPPC at the air-water interface2017

    • Author(s)
      Ryosuke Kawata, Hiromichi Nakahara, Osamu Shibata
    • Organizer
      2nd Asian Conference on Oleo Science (ACOS2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Langmuir monolayer of binary system of nonpolar gemini fluorophilic/lipophilic amphiphiles with DPPC2017

    • Author(s)
      Hiromichi Nakahara, Marie Pierre Krafft, Osamu Shibata
    • Organizer
      2nd Asian Conference on Oleo Science (ACOS2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Gemini-とmono-イオン性活性剤混合物の混合組成とCMC 関係式のパラメーターの意味2017

    • Author(s)
      秋貞 英雄、中原 広道、柴田  攻
    • Organizer
      第56回日本油化学会年会
  • [Presentation] 無極性ジェミニ型親フッ素/親油両親媒性物質と生体膜モデルDPPC の二成分Langmuir 単分子膜の性質2017

    • Author(s)
      中原 広道、Krafft Marie Pierre、柴田  攻
    • Organizer
      第68回コロイドおよび界面化学討論会
  • [Presentation] 部分フッ素化アルコール(F6H9OH)とF-DPPC の2成分Langmuir 単分子膜挙動2017

    • Author(s)
      川田 亮介、中原 広道、柴田  攻
    • Organizer
      第68回コロイドおよび界面化学討論会
  • [Remarks] 第一薬科大学 薬剤設計学分野

    • URL

      http://www.daiichi-cps.ac.jp/kenkyu/lab13.html

  • [Remarks] ResearchGate

    • URL

      https://www.researchgate.net/

  • [Remarks] ReaD & Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/

URL: 

Published: 2018-12-17  

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