2021 Fiscal Year Research-status Report
界面活性剤を含まないナフタロシアニンナノ粒子の作製と光音響イメージングへの応用
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19K05398
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
和田 裕之 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (00422527)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | レーザー / ナノ粒子 / 近赤外光 / 光音響 / フタロシアニン / ナフタロシアニン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度には、ナフタロシアニンと同系列で様々な特性が既に多く調べられているフタロシアニンに関して、比較として中心金属がないものを主に検討を進めた。
フタロシアニンに対して、超純水中でレーザーフルエンスを振って532 nmのレーザー光を照射すると、走査電子顕微鏡観察により、レーザーフルエンスが増加すると共に微細化が進行し、柱状のミクロンサイズの原料が、1次粒径および2次粒径が数百ナノメートルから数十ナノメートルの粒子へと変化することが確認された。また、レーザーフルエンス75 ｍJ/cm2では、1次粒径が数百ナノメートルの球状ナノ粒子の生成が確認された。
作製したナノ粒子分散水溶液の吸収スペクトル形状において、ソーレー帯とQ帯のダビドフ分裂に関して、銅ナフタロシアニンと同様に、800 nm付近の長波長側のピークはレーザーフルエンスを増加させると消失する傾向が見られ、β型からα型への結晶構造変化が示唆された。ピーク強度に関しては、フルエンスの増加と共に150 mJ/cm2までは増加したが、その後は減少傾向が観察され凝集が示唆された。
ナノ粒子分散水溶液において、ナノ粒子の凝集による吸収係数の低下を用いてナノ粒子の分散安定性を評価できることから、各レーザーフルエンスでの分散安定性を評価したところ、300 mJ/cm2の高レーザーフルエンスにおいて最も安定な傾向が得られた。この原因を調べるために、ゼータ電位を測定したところ、300 mJ/cm2のレーザーフルエンスにおいて最も高い絶対値の値を得た。これは、高いレーザーフルエンスによるアブレーションの効果で生成ナノ粒子が帯電したためと考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
こらまでに、光音響イメージングのための光音響信号測定をいくつかの生成ナノ粒子で行い、2021年度もフタロシアニンナノ粒子に関して光音響信号測定を行い、高い光音響信号を得た。光音響信号の強度はナノ粒子生成量に比例する傾向が観察され、今後の研究の大きな指針となった。また、生成ナノ粒子に関しても、これまでと同様に、血管内滞留時間を十分に確保でき、がん細胞へのターゲティングが可能な2次粒径である数十ナノメートルから数百ナノメートルのものが多く得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでにナフタロシアニン関連物質に関してのナノ粒子化とその光音響信号特性を調べてきた。これらの成果を基に、最終年で結果をまとめられるように研究を促進する。特に、中心金属に関しては、光音響信号の特性に大きく影響を与える吸収波長とその吸光度を変えることができるため、更に光音響イメージングの特性に良好なナノ粒子を得られるように作製と特性評価を行う。
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| Causes of Carryover |
これまでCOVID-19の影響により減少していた研究活動費、および、学会発表、共同研究による旅費が、通常の状態にある程度戻ると思われたが、予想より戻る速度が遅く、その結果として予算の使用が減少してしまったため。
今年度は、更に、他の中心金属のナフタロシアニン・フタロシアニン系のナノ粒子化を検討し、バイオイメージング実験を行うための試薬を購入し、応用物理学会、レーザー学会等で発表を行うための参加費および旅費を使用する。
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