Preparation of 13C-labeled nanographenes and their biodegradibility

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19919
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: Niidome Takuro 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (20264210)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森村 茂 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (20230146) ; 徐 薇 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 助教 (40898813)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2023-03-31
• Keywords: ナノグラフェン / 安全性 / 生分解性 / NMR / 13C

Outline of Final Research Achievements

Safety of nanographenes is an important key for their uses as medical materials. In this study, we synthesized 13C-labeled nanographenes and tried to analyze their biodistributions in animal, excretion, and degradation in the animals and bacteria by 13C-NMR. It showed strong signals of the nanographenes. For biodistribution in mice and degradation by bacteria, the total amount of 13C-labelled nanographene was too low to analyze them. On the other hand, we succeeded in synthesizing nitrogen- and boron-doped nanographenes. Such foreign elements in the nanographenes would be starting points of their degradation. It will be an important clue to understand degradation of nanographenes in animals and environments.

Free Research Field

医用材料学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

グラフェンやカーボンナノチューブといった炭素材料は燃料電池などに使われる先端素材として精力的に研究・開発が進められている。また、医用材料としても様々な用途が期待されいるが、その安全性が問題にされている。本研究では13Cラベルすることで、ナノグラフェンの生成や分解を追跡するための基礎技術を提供し、学術的意義は大きい。また。ナノグラフェンの体内での蓄積、分解、排泄の有無に関する情報だけではなく、燃料電池といった産業利用においても、そのその廃棄に伴う環境への負荷という観点から生分解性を調べることを可能にし、社会的意義も大きい。