2021 Fiscal Year Research-status Report
A study of self-assembling patterns of Prussian blue and its analogues for their application to pulsatile drug delivery systems
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19K05409
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| Research Institution | Japan Women's University |
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Principal Investigator |
林 久史 日本女子大学, 理学部, 教授 (60250833)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | プルシアンブルー類似体 / Cs吸着剤 / リーゼガングバンド / 反応－拡散系 / 徐放性製剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、交付申請書に記載した3つの目的、(1)「経口投与可能なゲル中にプルシアンブルー（PB）、もしくはプルシアンブルー類似体（PBA）のリーゼガングバンドを形成させ、その最適な調製条件を見いだすこと」と、(2)「最適条件で調製したゲル試料内の、PBあるいはPBAの濃度分布と局所構造を調べること」、(3)「状態が明かになったゲル試料におけるセシウム（Cs）吸着能の強さと、Csの吸着状態を調べること」のうち、目的(1)と目的(3)の達成に重点をおいた。その結果、以下の成果を得た。
目的(1)に関することでは、PB/PBAのリーゼガングバンド的な沈殿構造を、従来の「反応－拡散」法によるだけでなく、電気化学的反応と結びつけた「反応－拡散－反応」法によっても作成できることを見いだした。「反応－拡散－反応」法は、今年度の研究を通じて得られた新しい方法であり、今後の展開が期待される。
目的(3)に関することでは、アガロースゲル中に調製したマンガン（Mn）-鉄系のPBA（Mn-Fe PBA）のリーゼガングバンドのCs吸着能が非常に高いものであり、かつ、その吸着能の高さがオストワルド熟成と関わっているという、きわめて独創的な知見を得た。これらの成果は、すでに論文発表している。
その一方で、Mn-Fe PBAでは、Cs吸着に伴ってMnイオンが放出されることも判明した。神経細胞に損傷を与えうるMnイオン放出は、事前に想定していなかった結果であり、最終目的である「自発的に形成された沈殿帯パターンを徐放性製剤に役立てること」について再考を促している。
今後は、本年度の成果に基づいて、Mn-Fe PBAの高いCs吸着能の活用を考えるとともに、「反応－拡散－反応」法の応用について、さらなる検討を行っていきたい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本課題の最終目的である「プルシアンブルー類似体の沈殿パターンの徐放性製剤としての利用」について再考を促す結果が得られたのは、正直に言って残念ではあるが、この段階でそれがわかったことには一定の意義があると思う。さらに、今年度の研究で見いだされた「これまで想定されていなかったメカニズムによるMn-Fe PBAの高いCs吸着能」や「反応－拡散－反応系による離散的沈殿形成」は、当初の研究目的を超えたインパクトを有していると考えられるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究で新たに見いだされた「反応-拡散-反応系によるゲル中での沈殿パターンの形成」は研究例が全くなく、新しい研究領域を開拓する可能性を秘めている。そのことを念頭において、これまでの研究の延長として(1)様々な種類のPB/PBAのゲル中における沈殿パターン形成を精査するとともに、(2)系をより単純化することで現象の本質を把握することや、(3)PB/PBA以外の沈殿形成系にこの方法を適用することも試みたい。さらに、(4)ゲル中に生成した微結晶の構造や結晶性を調べることで、「自発的に形成された沈殿帯パターン」を応用するための基礎固めもしていきたい。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍により、発表を予定していた学会が中止・オンライン化されたため、旅費として想定していた予算がうき、次年度使用額が生じるに至った。この予算は、翌年度分の予算とあわせて、主に試料調製用の材料費として使用する予定である。
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