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Chemical Manipulation of Near-Infrared Responsiveness of Carbon Nanomaterials for Biomedical Applications

Research Project

Project/Area Number 18J14421
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Nanomaterials chemistry
Research InstitutionToyama Prefectural University
Research Fellow 福田 亮介  富山県立大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords単層カーボンナノチューブ / 近赤外光応答性 / 活性酸素種 / apoA-I / 高密度リポタンパク質 / ポルフィリン誘導体 / 後眼部疾患治療用点眼剤
Outline of Annual Research Achievements

これまで(6,4)-、(6,5)-SWNTの生体適合化のために、それぞれをapoA-Iと複合化させ((6,4)-、(6,5)-SWNT/apo)、光応答性を調べてきた。そして近赤外光照射下、(6,4)-SWNT/apoが(6,5)-SWNT/apoよりも高い活性酸素種(1O2、•OH)生成活性を示すことがわかっている。またチオフェン縮環ポルフィリン誘導体ZnPfThICを(6,5)-SWNTと複合化することで、•OH生成活性が増強することも明らかとなった。今年度は、(6,5)-SWNT/apoにさらにZnPfThICを物理吸着させた(6,5)-SWNT/ZnPfThIC/apoを精製取得しようと試みたが、系中に混入する(6,5)-SWNTを含まないZnPfThIC/apo複合体を完全に除去できなかった。今年度までに得られた、(6,4)-SWNTの優れた活性酸素種生成、apoA-I物理吸着による生体適合化、がん・アルツハイマー病治療応用に関するデータをまとめた原著論文を国際誌に投稿した。
またapoA-I研究の一環として、ドラッグキャリア開発研究を進めている高密度リポタンパク質(HDL)の作製法開発も行った。HDLは脂質とapoA-Iからなる生体ナノ粒子であり、既存の試験管内作製法は、緻密な作業を含む多段階の工程からなる。我々は、尿素変性剤を用いて、構成脂質とapoA-Iとを混ぜるだけでHDL作製する方法を考案した。それと同時に、生化学的・分光学的手法を利用して、形成メカニズムを調べた。その結果、30 nmの脂質粒子形成、apoA-Iの脂質粒子表面への結合により、HDLが形成されることがわかった。これらの成果を学会発表し、原著論文を国際誌に投稿した。他にも、リポタンパク質の生合成・構造・生物活性・DDS応用について最近の研究をまとめた総説を執筆し、国内英文誌に投稿した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(9 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Sustained photodynamic effect of single chirality-enriched single-walled carbon nanotubes2020

    • Author(s)
      Fukuda, R.; Umeyama, T.; Tsujimoto, M.; Ishidate, F.; Tanaka, T.; Kataura, H.; Imahori, H.; Murakami, T.
    • Journal Title

      Carbon

      Volume: 161 Pages: 718-725

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2020.02.002

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Urea-assisted reconstitution of discoidal high-density lipoprotein2020

    • Author(s)
      Fukuda, R.; Saito, M.; Shibukawa, S.; Sumino, A.; Nakano, M.; Murakami, T.
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 59 Pages: 1455-1464

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.0c00075

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Potential of Lipoprotein-Based Nanoparticulate Formulations for the Treatment of Eye Diseases2020

    • Author(s)
      Fukuda, R.; Murakami, T.
    • Journal Title

      Biol. Pharm. Bull.

      Volume: 43 Issue: 4 Pages: 596-607

    • DOI

      10.1248/bpb.b19-00858

    • NAID

      130007825271

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of the Peripheral Substituents, Central Metal, and Solvent on the Photochemical and Photophysical Properties of 5,15-Diazaporphyrins2019

    • Author(s)
      Satoshi Omomo, Ryosuke Fukuda, Tomoaki Miura, Tatsuya Murakami, Tadaaki Ikoma, and Yoshihiro Matano
    • Journal Title

      ChemPlusChem

      Volume: 84 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1002/cplu.201900087

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ディスク状ナノ粒子製剤の物理化学的性質に与える凍結乾燥の影響2019

    • Author(s)
      福田 亮介、島 瑠美奈、齊藤 実央、村上 達也
    • Organizer
      日本薬剤学会第34年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Protein-rolled membrane disc の DDS 応用に向けて2019

    • Author(s)
      福田 亮介
    • Organizer
      第25回次世代医工学研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ディスク状脂質ドラッグキャリアの作製・保存法の開発2019

    • Author(s)
      福田 亮介、齊藤 実央、島 瑠美奈、角野 歩、村上 達也
    • Organizer
      第35回日本DDS学会学術集会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Lyophilization of Nano-Lipo Eye Drops and Its Effects on the Physicochemical Properties2018

    • Author(s)
      Ryosuke Fukuda, Rumina Shima, Mio Saito, Tatsuya Murakami
    • Organizer
      The 5th Toyama-Basel Joint Symposium on Pharmaceutical Research and Drug Development
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ナノリポタンパク質製剤の簡便作製法2018

    • Author(s)
      福田 亮介、齊藤 実央、角野 歩、村上 達也
    • Organizer
      第67回高分子学会北陸支部研究発表会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2021-01-27  

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