2014 Fiscal Year Annual Research Report
有機無機ハイブリッド色素集積体の合成と光音響造影剤としての応用
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26708024
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
三木 康嗣 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60422979)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 近赤外色素 / 高分子 / 腫瘍 / 光音響 / イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
シリコンナフタロシアニンやジピロメテン系色素のように典型元素を含む近赤外色素が数多く開発されている。本研究では、このような近赤外パイ共役系色素を、あたかも規則性を持つ無機材料のように集積化しつつ、有機高分子と複合化した材料を創出し、これを腫瘍造影剤として利用することを目的としている。
平成27年度は、研究計画でも記載したシリコンナフタロシアニン系近赤外色素の化学修飾と有機高分子との複合体形成を行った。親水性高分子を結合した近赤外色素は水中で球状自己集合体を形成することを見出した。また、この自己集合体に近赤外パルスレーザーを照射すると、効率良く光音響信号を発することを明らかにした。次年度以降、この自己集合体を造影剤として用いる腫瘍の可視化に取り組む予定である。
また、平成27年度は、研究計画に掲げた色素以外のシアニン系近赤外色素も同時に高分子との複合体形成と光音響信号測定を行った。この複合材料は、ジピロメテン系色素を集積化した構造をしており、上述の複合材料と同じく水中で球状自己集合体を形成した。また、モル吸光係数が市販の近赤外シアニン系色素 インドシアニングリーンより小さいにもかかわらず、それより強い光音響信号を発することを明らかにした。何故このような現象が確認されるのかは明らかではなく、研究計画に沿って次年度以降この機構を明らかにしていきたいと考えている。
これら開発したパイ共役色素－高分子複合材料を腫瘍イメージング実験に展開することが次年度以降の検討となる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究課題の平成26年度の研究計画では、近赤外パイ共役系色素 シリコンナフタロシアニンの化学修飾と高分子との結合形成を提案した。また、これらの物性評価なども合わせて行う予定としていた。
「研究実績の概要」で示した通り、平成26年度において、シリコンナフタロシアニン色素の化学修飾と高分子との複合体形成に成功した。またこれらが両親媒性複合体材料であること、水中で直径１００ナノメートル程度の球状自己集合体を形成することを各種分析装置により測定し、明らかにした。また、この自己集合体から効果的に光音響信号が発せられることも示した。これら成果は、当初研究計画で予定した実験が順調に推進され、目的とした実験内容をほぼ達成できていることを示す。また得られた成果も良好なものであり、次年度以降の展開に円滑につながると言える。
平成26年度は上記の研究計画以外の検討として、他のジピロメテン系色素の合成とその物性評価を行った。モル吸光係数と光音響信号に相関関係が成り立たない場合が観測され、興味深い知見を得ることができた。この結果が何に由来するのか明らかにするため、研究計画に沿って次年度以降検討を行う。このように、当初計画に加えて、他の新しいパイ共役色素を用いた成果も見出しており、この点においては計画以上の成果が出ているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題は、上述の「現在までの達成度」で示した通り、順調に推進されており、当初研究計画で掲げたパイ共役系色素－高分子複合体形成に成功している。そのため、当初計画通り次年度以降これら複合体を用いる生体内腫瘍イメージングを検討し、効果的な腫瘍造影剤の開発を目指す予定である。
また、造影剤のモル吸光係数と光音響信号強度に相関関係が無い場合があり、本課題を推進したために見出すことのできたこの興味深い知見が新学理の種となるかどうか次年度以降詳細に追及する予定である。
さらに、研究計画で掲げていなかった他の興味深いパイ共役ジピロメテン系色素を用いる複合体形成の検討を行い、成果が得られていることから、こちらについても新しい造影剤の開発につながると考え、生体イメージング実験を検討する予定である。
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