2023 Fiscal Year Annual Research Report
Preparation of super spinglass magnetic nanoparticles for nano theranostics
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20H00344
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
一柳 優子 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (90240762)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 真之 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (00362666)
千本松 孝明 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (70216563)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 磁性 / nanoparticle / hyperthermia / theranostics / ac susceptibility / imaging / cancer / relaxation |
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| Outline of Annual Research Achievements |
独自の製法でスーパースピングラス(SSG)磁気ナノ微粒子を生成し、特に複素磁化率に注目しながら磁気的性質と熱エネルギー蓄積機構を明らかにするとともに、官能基や葉酸を修飾し、医療応用への可能を検討した。交流磁場中で磁気微粒子が発熱することを利用した、がん温熱療法へ応用するため、熱散逸と緩和による発熱メカニズムを分析した。今年度は特に以下の5項目に注目した。
1. 粒径が6-19 nmのZn0.2Fe2.8O4のSSG磁気ナノ微粒子を作製し、ネール緩和・ブラウン緩和による発熱機構を分離する試みを行った。その結果、比吸収率(SAR)を見ると、15 nm以下の試料ではネール緩和が支配的、19 nmではブラウン緩和が支配的であることが示唆された。
2.がん細胞に選択的に導入させるための1案として、グルコースの修飾に挑戦した。まずポリエチレングリコール(PEG)での包含を試みた。PEG修飾により、水中分散性は向上した。がん細胞への導入率にはわずかな優位性が観察できた。
3. コイルについては、従来のソレノイド型からより高磁場を得られるように、また、将来的には無理なくヒトへの適用が可能なように、Zero-Voltage-Switching回路を導入した。上昇温度は従来の3倍ほどになり、コイルの中心から離れた位置でも昇温が可能になることを確認した。
4.亜鉛(Zn)をフェライトにドープすることで、磁化が増大することを見出したが、放射光を用いた局所構造解析により、Znは100%Aサイトに配位することが明らかになった。
5. 磁気微粒子イメージング（Magnetic particle imaging, MPI)についての装置の構築とデータの分析を進めたMn-Zn ferriteにGdイオンをドープした系にて、第3高調波成分が明瞭に観測され、高い機能が期待されることがわかった。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(35 results)
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[Presentation] ZnドープMnFe2O4磁気ナノ微粒子のXAFS解析と磁気特性2024
Author(s)
長谷川万里萌,新居和音,坂本壮,藤田陽平,森脇智将,阿部凌大,天野広希,葛井遼,楠本悠羽,下釜知也,安澤颯介,一柳優子
Organizer
日本物理学会2024年春季大会
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[Presentation] Mn-Zn ferrite nanoparticles for imaging and hyperthermia treatment2023
Author(s)
Noboru Kataoka, Tomoya Ishikawa, Takaya Kondo, Yoshiyuki Hosokai, Akihito Usui, Masayuki Abe, Takeshi Sakamoto, Kazune Nii, Yousei Fujita, Tomomasa Moriwaki, Hiroki Amano, Shu Tanaka, Takaaki Senbonmatsu and Yuko Ichiyanagi,
Organizer
MMM2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Magnetic Properties and XAFS Analysis of PEG-coated Gd-doped ZnO Magnetic Nanoparticles2023
Author(s)
Kazune Nii, Kentaro Ohara, Kenta Nakazawa, Takeshi Sakamoto, Tomomasa Moriwaki, Yohei Fujita, Hiroki Amano, Ikumi Kawaguchi, Shuta Kobayashi, Taishu Shimohama, and Yuko Ichiyanagi
Organizer
Intermag2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] An amino group modification of Mn1-xZnxFe2O4 nanoparticles for magnetic hyperthermia2023
Author(s)
M. Hasegawa, T. Kondo, T. Sakamoto, K. Nii, Y. Fujita, T. Moriwaki, R. Abe, H. Amano, R. Katsui, Y. Kusumoto, T. Shimogama, S. Yasuzawa, and Y. Ichiyanagi
Organizer
16th International Symposium Nanomedicine (ISNM2023)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Harmonic response and heat dissipation of Gd3+ Mn ferrite nanoparticles under AC magnetic field2023
Author(s)
Y. Kusumoto, T. Sakamoto, K. Nii, Y. Fujita, T. Moriwaki, R. Abe, H. Amano, R. Katui, T. Shimogama, M. Hasegawa, S. Yasuzawa,and Y. Ichiyanagi
Organizer
16th International Symposium Nanomedicine (ISNM2023)
Int'l Joint Research
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