2022 Fiscal Year Annual Research 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 – 2023-03-31
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| Keywords | 電子顕微鏡 / 放射光 / 有機無機複合粒子 / バイオフィルム / ドラッグデリバリー / XAFS / 高分子 |
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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し、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、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年度および2021年度は、緊急事態宣言およびまん延防止措置で一部テレワークを余儀なくされたが、液中におけるターゲットであるバイオフィルムの形態観察および菌のバイオフィルム形成機構を捉えることに成功した。また、金属複合製剤中の金属が菌に及ぼす抗菌効果を活性酸素発生機構の観点から探った。2022年度は、異なる環境下における菌のバイオフィルム形成機構を探るともに、金属微粒子複合製剤の投与時間による抗菌作用の違いを定量的かつ視覚的に評価した。菌の解毒作用による金属微粒子の菌体外排出機構を探り、解毒作用を上回って抗菌効果が得られる条件を探索した。評価において、液中電子顕微鏡観察の最適な前処理条件を検討した。
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