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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Preparation of a biodegradable conjugate with carbon nanomaterial for targeted cancer therapy

Research Project

Project/Area Number 25390024
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

張 民芳  国立研究開発法人産業技術総合研究所, ナノチューブ実用化研究センター, 主任研究員 (60518330)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywordsカーボンナノホーン / カーボンナノチューブ / 生分解 / 生体内分解
Outline of Annual Research Achievements

ナノカーボン材料(CNM)の生体組織内での生分解性の解明は、CNMの安心・安全な産業応用化には急務の課題である。CNMは毒性が低いものの、肝臓や脾臓などの組織に集積され易いことが知られている。長期にわたって人体の健康を守ることが大前提になるため、実用化するには、CNMは必ず組織内で分解されることと、体外への排出が絶対条件である。前年度では、カーボンナノホーン(CNH)の免疫細胞内の分解可能性を明らかにした。本年度では計画通り進展し、動物マウスを用いて、体内肝臓組織内のCNHの生分解可能性を調べた。特に、CNHの肝臓内の生分解を解明するため、肝臓内のCNHの定量方法を見出した。
一般的に、体内組織のCNMの蓄積量を測定するには、CNMを放射線物質や、金属粒子などによりラベル化し、体内組織のラベル物質の量からCNMの量を推定する方法が使われている。しかし、ラベル化するには化学反応や内包プロセスなどが必要であるため、CNHの表明性質が変化され、CNHの体内分布もラベル化する前と比べ、大きく異なってしまう。本研究では、ラベル化を利用せずCNH本来の近赤外光吸収特性を利用して、CNHの肝臓内蓄積量を測定するという方法を提案した。良い再現性と高い正確性を得るため、CNHを担持した肝臓を完全に洗浄(灌流)し、均一に溶解する必要がある。そのため、本年度では、様々な分解酵素や分散剤を用いて、肝臓灌流と肝臓で溶解する最適な条件を見出した。この方法を用いて、肝臓内CNHの量は、最低1ug/LiverのCNHを測定することが実現できた。また、肝臓内CNHの経時変化を調べ、1週間でCNHが肝臓内で約20%分解されたことが分かった。現在、本研究開発したCNHの肝臓内定量法をカーボンナノチューブ(CNT)の研究に応用し、ナノカーボン材料の特性と生分解性の関連性を解明している。

  • Research Products

    (9 results)

All 2017 2016

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Near-Infrared Photoluminescent Carbon Nanotubes for Imaging of Brown Fat2017

    • Author(s)
      Masako Yudasaka, Yohei Yomogida, Minfang Zhang, Takeshi Tanaka, Masako Nakahara, Norihiko Kobayashi, Yuko Okamatsu-Ogura, Ken Machida, Kazuhiko Ishihara, Kumiko Saeki & Hiromichi Kataura
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Pages: 44760-44772

    • DOI

      10.1038/srep44760

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Radiolabeling, whole-body single photon emission computed tomography/computed tomography imaging, and pharmacokinetics of carbon nanohorns in mice2016

    • Author(s)
      Minfang Zhang, Dhifaf A Jasim, Cecilia Menard-Moyon, Antonio Nunes, Sumio Iijima,Alberto Bianco, Masako Yudasaka, Kostas Kostarelos
    • Journal Title

      International Journal of Nanomedicine

      Volume: 11 Pages: 3317-3330

    • DOI

      10.2147/IJN.S103162

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Ultrafast electron transfer in all-carbon-based SWCNT-C-60 donor-acceptor nanoensembles connected by poly(phenylene-ethynylene) spacers2016

    • Author(s)
      Myriam Barrejon, Habtom B. Gobeze, Maria J. Gomez-Escalonilla, Jose Luis G. Fierro, Minfang Zhang, Masako Yudasak, Sumio Iijima, Francis D’Souza and Fernando Langa
    • Journal Title

      Nanoscale

      Volume: 8 Pages: 14716-14724

    • DOI

      10.1039/C6NR02829B

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Industrial-scale separation of high-purity single-chirality single-wall carbon nanotubes for biological imaging2016

    • Author(s)
      Yohei Yomogida, Takeshi Tanaka, Minfang Zhang, Masako Yudasaka, Xiaojun Wei, Hiromichi Kataura
    • Journal Title

      NATURE COMMUNICATIONS

      Volume: 7 Pages: 12056-12064

    • DOI

      DOI: 10.1038/ncomms12056

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Individualized p-Doped Carbon Nanohorns2016

    • Author(s)
      Anastasios Stergiou, Zheng Liu, Bin Xu, Toshiro Kaneko, Christopher P. Ewels, Kazu Suenaga, Minfang Zhang, Masako Yudasaka, and Nikos Tagmatarchis
    • Journal Title

      Angew.Chem.Int. Ed.

      Volume: 55 Pages: 10468-10472

    • DOI

      10.1002/ange.201605644

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] リン脂質PEGによるナノカーボン被覆が及ぼす細胞内取り込みへの影響2017

    • Author(s)
      中村 真紀、田原善夫、深田伸介、張 民芳、楊 梅、飯島 澄男、湯田坂 雅子
    • Organizer
      第 6 回 ナノカーボンバイオシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2017-02-28 – 2017-02-28
  • [Presentation] Large Scale Separation of Single Chirality SWCNTs and Their Application to Near Infrared Vascular Imaging2016

    • Author(s)
      片浦 弘道、蓬田 陽平、張 民芳、湯田坂 雅子、魏 小均、田中 丈士
    • Organizer
      NPO2016
    • Place of Presentation
      South Karelia, Finland
    • Year and Date
      2016-08-05 – 2016-08-05
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Small-Sized Graphene Oxide Prepared from Carbon Nanohorns2016

    • Author(s)
      張民芳、湯田坂雅子、飯泉陽子、都英次郎、岡崎俊也
    • Organizer
      第6回酸化グラフェンシンポジウム
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2016-06-17 – 2016-06-17
  • [Book] Carbon Nanoparticles and Nanostructures,Carbon Nanohorns and Their High Potential in Biological Applications2016

    • Author(s)
      Minfang Zhang, Masako Yudasaka
    • Total Pages
      30
    • Publisher
      Springer International Publishing Switzerland

URL: 

Published: 2018-01-16  

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