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2015 Fiscal Year Annual Research Report

中性子線補足療法のための革新的ナノ粒子剤に関する研究

Research Project

Project/Area Number 25287157
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

榊田 創  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 研究グループ長 (90357088)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 池原 譲  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 創薬基盤研究部門, 上級主任研究員 (10311440)
小口 治久  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 主任研究員 (20356976)
金子 俊郎  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30312599)
金 載浩  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 主任研究員 (30376595)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsプラズマ応用 / フラーレン / 癌 / 放射線
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、難治性がん治療のために、中性子線捕捉療法で使用するボロン含有捕捉剤を創製することを目標として研究を実施した。プラズマ技術等を駆使し、ボロンをフラーレン内に包含させることで毒性を封じ込める技術、更には当該粒子の糖鎖被覆リポソームへの効率の良い封入法を研究する。
効率的にフラーレンに粒子を内包させるためには、低エネルギーイオンビームの電流密度を上げる必要がある。そこで、イオンビームの発散を抑制し高電流密度化を図る研究と、固体BNへのレーザー照射によるアブレーション生成高密度ポロンイオン流を活用する二つの方法を並行して進めた。
イオンビームの実験では、イオン源内の絶縁物をイオン加速電極付近に設置するだけで、イオンビーム電流密度が増加する現象を世界で初めて見出した(特許申請済み)。アブレーションの実験では、ボロンと窒素を同時にイオン化させ、当該イオン流を昇華したフラーレンに衝突をさせたところ、窒素がフラーレンに内包されていることを電子スピン共鳴装置により確認した。つまり、レーザー強度を変えてアブレーションするイオンのエネルギーを制御することで、フラーレンへの内包化に最適な値とすることが可能であることを意味している(特許申請準備中)。
リポソームへのフラーレンの封入実験としては、フラーレンを薬剤法、物理的分散法などにより水溶液中へ分散させ、Distearoyl-phosphatidylethanolamineとコレステロールで作成するリポソームへのフラーレン封入実験を行った。三次元培養系によるin vitroモデルと、遺伝子組み換えにより膵管がんを発症するマウスモデルを用いて、リポソームに封入したフラーレンのがんへの集積度を評価し、効果があることを見出すことができた。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (8 results)

All 2015

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Effects of a dielectric material in an ion source on the ion beam current density and ion beam energy2015

    • Author(s)
      Y.Fujiwara, H.Sakakita, A.Nakamiya, Y.Hirano, S. Kiyama
    • Journal Title

      Rev. Sci. Instrum.

      Volume: 87-02B930 Pages: 1-3

    • DOI

      10.1063/1.4935643.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] High current density ion beam obtained by a transition to a highly focused state in extremely low-energy region2015

    • Author(s)
      Y.Hirano, S.Kiyama, Y.Fujiwara, H.Koguchi, H.Sakakita
    • Journal Title

      Rev. Sci. Instrum.

      Volume: 86-113303 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1063/1.4935470

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Preparation and functionalization of boron nitride containing carbon nanohorns for boron neutron capture therapy2015

    • Author(s)
      Y. Iizumi, T. Okazaki, M. Zhang, R. Yuge, T. Ichihashi, M. Nakamura, Y. Ikehara, S. Iijima, M. Yudasaka
    • Journal Title

      Carbon

      Volume: 93 Pages: 595-603

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2015.05.085

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Nitrogen-atom endohedral fullerene synthesis with high efficiency by controlling plasma-ion irradiation energy and C60 internal energy2015

    • Author(s)
      S. C. Cho, T. Kaneko, H. Ishida, and R. Hatakeyama
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics

      Volume: 117-123301 Pages: 1-5

    • DOI

      10.1063/1.4916247

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 集束性を有した低エネルギー・高電流密度イオンビームに関する研究2015

    • Author(s)
      藤原大、平野洋一、木山學、中宮明久、小口治久、榊田創
    • Organizer
      平成27年度負イオン研究会
    • Place of Presentation
      核融合科学研究所(岐阜県土岐市)
    • Year and Date
      2015-09-24 – 2015-09-24
  • [Presentation] Effects of a dielectric material in an ion source on the ion beam current density and ion beam energy2015

    • Author(s)
      Y.Fujiwara, H.Sakakita, A.Nakamiya, Y.Hirano, S. Kiyama
    • Organizer
      the 16th International Conference on Ion Sources
    • Place of Presentation
      The New York Marriott Marquis Hotel, New York (USA)
    • Year and Date
      2015-08-24 – 2015-08-24
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Scanning effects of applied voltage to a deceleration electrode on the ion current density profile of low-energy and high-current-density ion beam extracted through concave electrodes2015

    • Author(s)
      Y.Fujiwara, Y.Hirano,S. Kiyama, A.Nakamiya, H.Koguchi, H.Sakakita
    • Organizer
      the 16th International Conference on Ion Sources
    • Place of Presentation
      The New York Marriott Marquis Hotel, New York (USA)
    • Year and Date
      2015-08-24 – 2015-08-24
    • Int'l Joint Research
  • [Patent(Industrial Property Rights)] イオンビーム電流密度増加装置2015

    • Inventor(s)
      藤原大、榊田創、中宮明久、平野洋一、木山學
    • Industrial Property Rights Holder
      藤原大、榊田創、中宮明久、平野洋一、木山學
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2015-163237
    • Filing Date
      2015-08-20

URL: 

Published: 2017-01-06  

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