2019 Fiscal Year Research-status Report
高性能MRI造影剤設計の学理開拓 ―配位不飽和配位高分子を基体とする新アプローチ
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18K19087
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
壹岐 伸彦 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (50282108)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 敦子 (升谷敦子) 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (10633464)
唐島田 龍之介 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (40783303)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 造影剤 / MRI / 配位高分子 / 多孔性 / 配位不飽和 / 生体安全性 / 緩和能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は配位不飽和サイト(CUS)を有する多孔性配位高分子(PCP)を基体として高性能の磁気共鳴画像化法(MRI)の造影剤(CA)を創製することを目的としている．前年度までに生体毒性の低いMn(II)と2,5-dihydroxy-1,4-benzenedicarboxylato (DHTP)からPCPを合成し，その構造解析，サイズ制御に成功している．今年度は課題であった水分散性の向上について2方向から検討した．
(1)表面修飾：nmサイズのMOFをメトキシポリエチレングリコール(PEG)アミン水溶液に分散し，30 ℃で3 時間撹拌した．反応後10,000 rpmで15 分，遠心分離し，沈殿物を除去した．上澄みをmesh上で乾燥させ走査型電子顕微鏡で観察したところ30～60 nmの粒子を認めた．一方動的光散乱では多くが600～1,700 nmに分布を持った．上澄みを乾燥させて得た試料の赤外線吸収スペクトルから，PEGがアミド化により修飾されていることが分かった．溶液中での凝集の理由ははっきりしないものの，nmサイズで水分散性の極めて高いMOFを得ることに成功した．
(2)電荷を有するターミネーター配位子の利用：スルホサリチル酸(SS)をMn(II)-DHTP系に添加し，水熱条件で合成した．SS量をDHTPの0.5～2倍に増やすにつれ，粒径はμmオーダーから100 nmに変化し，PCPの過度な成長を抑えることに成功した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
上記の(1)表面修飾により水分散性の極めて高いCUSを有するナノサイズのPCPを合成することに成功した．次のステップは安定性の評価や，磁気緩和能の測定，in vivoイメージングへの展開である．それには当該PCPの大量合成が必要である．ところが国内メーカーが当該PEG化剤を生産中止とし，代替品を国外から輸入手配することとなり計画の遂行に遅れを生じている．
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| Strategy for Future Research Activity |
上記の(1)表面修飾は極めて有望であるが，PEG化剤を取り寄せている途上である．シクロデキストリンなど水溶性を付与し得る代替修飾剤を並行して検討する．一方(2)電荷を有するターミネーター配位子の利用については水分散性，安定性の評価を早急に進める．(1)(2)で水分散性の高く，安定性の高いPCPを得た後，併せて緩和能評価を行う．緩和能が著しく低いものはPCP設計からやり直す．良好なものは次のin vivo検討，さらに配位子骨格を拡張したPCPへ展開し，生体安全性の高く，高緩和能を有し，さらに診断薬や抗がん剤を包接できるPCPの設計指針を獲得する．
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| Causes of Carryover |
PEG化剤が国内メーカーから入手することができなくなり，国外メーカーに発注をかけている．この間，高額であるPEG化剤を含め，消耗品の使用量が減少し，次年度使用額が生じた．
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