2023 Fiscal Year Research-status Report
光誘起現象を制御した複合ナノ結晶材料の設計と医光応用
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22K04713
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
柳谷 伸一郎 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 准教授 (40314851)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 悟 大分大学, 理工学部, 客員研究員 (60352150)
南 康夫 日本大学, 生産工学部, 准教授 (60578368)
高成 広起 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 准教授 (70723253)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 光熱効果 / ナノ複合粒子 / 金ナノ粒子 / 酸化チタン / ラマン分光 / 生体物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、①光によって発生する熱や電子を制御するための複合ナノ結晶の設計（計算機シミュレーション）と作製、②超短パルスレーザーやテラヘルツ光まで視野に入れた光物性測定。さらに、③化合物の細胞内導入補助機能や光熱、光線力学による細胞死など、複合ナノ粒子と細胞の相互作用の解明を目的として研究を行った。
本年度は、引き続き金ナノ粒子-酸化チタンナノ複合体の研究の他、磁性ビーズ及び反表面に金薄膜を成膜したヤヌス粒子の作製および光熱効果に関する成果を報告した。金ナノ粒子-酸化チタンナノ複合体では、ポストプロセスとして熱処理を行うことで、アモルファスから結晶へ固相相転移していることを明らかにした。また、バイオ系で商用化されている酸化鉄ナノ粒子とポリマーによって作製されたマイクロサイズの磁性ビーズを購入し、光加熱過程のその場観察を行った。サーモグラフィは赤外線を利用しているため空間分解能に問題があるが、マイクロサイズのビーズを用いることで測定が可能であることを実証した。
本年度はまた、細胞もしくは周囲に付着した変性タンパク質の無染色解析法として、ラマン分光顕微鏡法に着目し、全身性ALアミロイドーシスの確定診断されたいくつかの臓器のラマン分光スペクトルを解析することで、前駆タンパクから変性タンパクがタンパク質の二次構造の変化であることに由来するピークシフトを可視化することで、無染色薄片切片サンプルのアミロイド沈着部位の同定に成功した。さらに、生体系の計算機シミュレーションとして、ブタ膝側副靭帯の多光子顕微鏡画像に基づいたコラーゲン線維とエラスチンの力学的特性評価について報告を行った。
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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
本年度は、金ナノ粒子-酸化チタンナノ複合体だけでなく、より医用分野で使われる磁性ビーズを用いた光熱効果の実験を行う事でき、概ね順調に進んでいると思われる。
フォトポレーションについても、超短パルスレーザーによって細胞に細孔を形成することが出来た。また、薬剤についてカルシウムインジケーターを用いて、細胞からの溶出は確認出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度は最終年度であるため、これまでの成果報告および、研究の発展について行っていく。
1．酸化チタン-金ナノ粒子系の成果報告を行う。
2．細胞の細孔形成について成果報告を行う。
3．磁性ビーズによる光温熱効果についても検討を行う。
4．細胞への薬剤導入について、HeLa細胞及び他の癌細胞についても検討を行う。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額の内、82,403円は３月の学会（日本物理学会春季学術講演会、応用物理学会春季学術講演会）参加分および、消耗品分で、４月に引き落とされる予定である。
また67,400円については、分担者の南康夫先生が2023年4月に徳島大学から日本大学に異動されたため一部の研究が次年度に行う事になり、物品費と合わせて使用する計画である。
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