Application of fullerene nanoparticles containing antenna molecules as photodynamic therapeutic agents

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15523
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: Sugikawa Kouta 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (60745503)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: フラーレン / ナノ粒子 / 光アンテナ分子 / 光線力学療法 / シクロデキストリン / ホストゲスト化学

Outline of Final Research Achievements

In this study, fullerene nanoparticles containing a porphyrin derivative and a phthalocyanine derivative were synthesized as antenna molecules having a light-harvesting effect. As a result, we succeeded in synthesizing fullerene nanoparticles containing three types of porphyrin derivatives and one type of phthalocyanine derivative for the first time in the world. It was clarified that these fullerene nanoparticles containing antenna molecules increased the amount of single-term oxygen generated during light irradiation by 10 to 31% as compared with the fullerene nanoparticles containing no antenna molecules. Furthermore, we have succeeded in synthesizing nanoparticles using various fullerene derivatives and synthesizing gold nanoparticles / fullerene composite materials.

Free Research Field

超分子化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでにフラーレンナノ粒子を合成する研究は世界各地で行われているが、実用化に向けての道筋は示されていなかった。本研究において、シクロデキストリンと複合化したフラーレンが水中で不安定化しナノ粒子を形成する際に、さまざまな分子を含有することを世界で初めて明らかにした。また、ポルフィリン誘導体はフタロシアニン誘導体を含有したフラーレンナノ粒子は、光照射による一重項酸素発生量が増大することも明らかになった。これらの成果は水中での取り扱いが難しいフラーレンをナノ粒子の形で応用する上で学術的にも産業的にも重要な技術になると考えられる。