2015 Fiscal Year Annual Research Report
元素ブロック－高分子複合材料を用いる腫瘍の高感度検出と治療
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of Element-Block Polymer Materials |
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| Project/Area Number |
15H00739
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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) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 近赤外色素 / 両親媒性 / ナノ粒子 / 光音響 / 腫瘍 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ピロロピロールアザボロンジピロメテン（以下ＰＰＡＢと略す）、チオフェン架橋ボロンジピロメテン二量体（以下ＴＢＤと略す）と様々な分子量のポリエチレングリコール（以下ＰＥＧと略す）を結合させ、両親媒性分子を創製した。また、独自に開発したヒアルロン酸の化学修飾法を応用し、ＴＢＤとＰＥＧをランダムに結合させたヒアルロン酸誘導体を合成した。これらはいずれも水中で球状自己集合体を形成することを明らかにした。また、これらの水中での蛍光発光、光音響信号強度を測定することで、いずれもほとんど蛍光を発さないが、一方で強い光音響信号を発することを見出した。市販のインドシアニングリーン色素より１．１～１．５倍程度強い信号であった。これらの信号強度と分子構造を比較することで、色素自身よりもＰＥＧやヒアルロン酸が熱膨張し発する光音響信号の方が強いことを明らかにした。
得られた光音響造影剤の中で最も信号強度の強いＴＢＤを結合したヒアルロン酸誘導体を担がんマウスに投与し、光音響腫瘍イメージングを行ったところ、腫瘍部位の可視化に成功した。腫瘍集積率も15%ID/g以上とかなり効率良く集積することを明らかにした。
炭素クラスター材料として、[9]シクロパラフェニレンアセチレンを合成、単離し、これとカーボンナノチューブとの複合体形成を検討した。紫外可視吸収スペクトル、ラマンスペクトルなどから、複合体を形成していることを明らかにした。
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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
当初予定したジピロメテン系色素を結合した光音響造影剤の創製に成功した。ＰＥＧを結合させた造影剤として、いくつか候補を検討し、光音響信号が効率良く発せられる構造の検討を行い、分子設計の指針を明らかにした。これは当初予定した計画通りに順調に研究を進捗させることができたことを示している。
合成したジピロメテン系色素結合造影剤のうち、最も強い光音響信号を発した造影剤を用いる光音響腫瘍イメージングを実施した。その結果、合成した造影剤が有効な光音響腫瘍造影剤であることを明らかにした。これは当初予定していた計画通りに順調に研究を推進したことを示している。
昨年度の実施計画では示さなかったが、[9]シクロパラフェニレンアセチレンの合成とカーボンナノチューブとの複合化についても推進することができた。また、複合体形成が可能であることも明らかにした。これらは、当初予定以上に研究が進捗したことを示している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ジピロメテン系色素元素ブロックの構造最適化を行い、さらに強い光音響信号を発する材料の創製を目指す。また、これを結合した元素ブロック高分子材料を創製し、これが光音響腫瘍造影剤として有望であることを示す。
昨年度見出した強い光音響信号を発する高分子自己集合体について、さらに精査し、高分子自己集合体の構造やサイズ、色素の密度やＰＥＧの長さなどが信号強度に与える影響を明らかにする。
炭素クラスターとして、サイズの異なるシクロパラフェニレンアセチレンとの複合体形成を目指す。また、ねじれを持つ大環状パイ共役元素ブロックを創製し、フラーレンやカーボンナノチューブとの複合体形成を目指す。
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