2021 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ粒子型MRI造影剤におけるプロトン緩和機構の解明と深化
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19K05208
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
木村 祐 京都大学, 工学研究科, 准教授 (90566027)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / ガドリニウム / 磁気共鳴イメージング / MRI / 造影剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、申請者らが開発した生体適合性ナノ粒子型ガドリニウム磁気共鳴イメージング (MRI) 造影剤について、その性能の深化を目指し、種々の粒径・表面修飾および組成におけるプロトン緩和機構を核磁気共鳴 (NMR) および MRI を用いて詳細に解析することで、ナノ粒子型ガドリニウム MRI 造影剤の水分子プロトン緩和能について、高性能化への新たな指針を見出すことである。
2021 年度においては、引き続き各種ナノ粒子型ガドリニウム MRI 造影剤の合成を実施し、粒径・表面電位、TEM 観察等による各種物性確認をするとともに、NMR および MRI 測定を実施し、造影剤と水分子との相互作用状態について解析を行った。その結果、25℃における17O-NMR 測定においてガドリニウムに配位した水分子のピークを 524 ppm 付近に観測するとともに、粒子分散濃度に従ってピーク強度が変化することを明らかにした。また、粒径 28 -188 nm において粒径増大に従し縦緩和能及び横緩和能を表す r1, r2 値とも上昇した。次に、ナノ粒子型Gd-MRI 造影剤の3種類の濃度の水分散液について5 v/v% H217O 存在下、測定温度を変化させ17O -NMR測定を行った。測定からバルク水のピークが確認でき、濃度が高くなるほど温度上昇に伴う高磁場側へのピークシフトが大きくなることが明らかになった。これらの結果より、バルク水ピークにおいても造影剤との相互作用が直接観察可能であることが明らかとなった。これらの結果は、粒径変化による表面積の変化に伴った配位可能 Gd 分子数変化以外の因子が、造影剤の T1 短縮機構に関わる可能性を示唆している。
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