2020 Fiscal Year Research-status Report
Optimization of organic-inorganic hybrid preparation based on electron microscopy and synchrotron radiation spectroscopic analysis studies
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18K18388
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
高橋 知里 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (50574448)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 放射光 / 電子顕微鏡 / カソードルミネッセンス / XAFS / 金属微粒子 / 高分子 / 表面プラズモン / イオン液体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、①薬剤投与のみでは治療効果が得られにくいバイオフィルム感染症治療用の有機無機ハイブリッド製剤の設計を進め、②電子顕微鏡評価及び放射光を用いた分光測定評価から疾患部位に有効な製剤の設計法を探索することである。前採択課題では、ドラッグデリバリー用の高分子ナノ粒子製剤の設計を行い、製剤と病原体の相互作用を可視化するための2つの電子顕微鏡法（イオン液体を応用した形態観察手法及びナノ領域からの蛍光可視化手法）のベース技術を確立している。2018年度は、銀・金・銅微粒子を複合した様々な高分子製剤を調製することに成功している。放射光を用いたX線吸収微細構造測定および透過型電子顕微鏡にカソードルミネッセンスを組み込んだ手法を駆使した評価も実施している。2019年度は、国際共同研究加速基金採択課題の関係により国内で研究することが難しい状況にあったが、研究協力者と協力し、様々な菌およびバイオフィルムに対する金属微粒子を複合した高分子製剤の評価を実施した。2020年度は、コロナウィルスによる事態で緊急事態宣言が発令され、テレワーク期間が多くあったため、実験を進めることが難しかった。その中で、高分子基剤、封入薬剤の種類を変えて、複数種の有機無機複合製剤の設計を試みた。放射光を用いたX線吸収微細構造測定および透過型電子顕微鏡にカソードルミネッセンスを組み込んだ手法を用いることで、銀封入ソルプラスナノ粒子の化学状態分析および発光イメージングをすることに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は、（1）高分子基剤、封入薬剤種を変えた金属微粒子含有高分子製剤の調製、（2）調製した製剤の評価を実施した。（2）の調製した製剤の評価としては、（2-1）放射光を用いたそれぞれの製剤中の金属微粒子の電子状態の評価、（2-2）調製した製剤の物性評価、（2-3）透過型電子顕微鏡にカソードルミネッセンスを組み込んだ手法による製剤中の金属微粒子のナノイメージング評価を実施した。本年度はコロナウィルスの事態による緊急事態宣言が発令されたため、多くの期間テレワークを余儀なくされた。そのため、当初の予定とは異なるスケジュールで研究を遂行せざるを得なかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
コロナウィルスの事態に伴い、現在、当初の計画とは異なったスケジュールで研究が進んでいる。しかし、その中で、高分子基剤、封入薬剤種を変えた金属微粒子含有高分子製剤の調製（50～350 nm程度）に成功している。また、研究協力者の協力により、新規の金属微粒子含有高分子製剤の評価を進めることができた。次年度もコロナウィルスの事態によって状況が変わってくるが、実験が可能な環境であれば、2020年度に調製に成功している乾燥状態の金属微粒子含有高分子製剤と液中における金属微粒子含有高分子製剤の分解挙動を放射光を用いて評価する。また、金属微粒子含有高分子製剤を投与したバイオフィルムの評価を透過型電子顕微鏡にカソードルミネッセンスを組み込んだ手法により進めていく。
現段階で、コロナウィルスの事態により、研究協力者の施設内にある実験装置がどれくらい使用可能であるかは明らかでないため、研究協力者の装置が使用できない際には、別の手法による評価を検討する。イメージングおよび試料前処理は、採択者の施設にある電子顕微鏡装置を用いて実施し、金属微粒子含有高分子製剤の効果を明らかにする。金属微粒子含有高分子製剤の化学状態分析は、UV-VIS、FT-IR、ラマン顕微鏡などを用いて実施する。上記から得られた評価結果を再度、金属微粒子含有高分子製剤設計法にフィードバックする。得られた成果は、随時、論文および学会にて発表する予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナウィルスの事態により、テレワークを余儀なくされ、当初計画のように実験を進めることが困難であった。2020年度予定していた実験を2021年度に実施する予定である。
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