光誘起現象を制御した複合ナノ結晶材料の設計と医光応用
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22K04713
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26030:Composite materials and interfaces-related
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
柳谷 伸一郎 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 准教授 (40314851)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 悟 大分大学, 理工学部, 客員研究員 (60352150)
南 康夫 日本大学, 生産工学部, 准教授 (60578368)
高成 広起 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 准教授 (70723253)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 光熱効果 / ナノ複合粒子 / 金ナノ粒子 / 酸化チタン / ラマン分光 / 生体物性 / フォトポレーション / プラズモニクス / 光と細胞の相互作用 / 局在プラズモン共鳴 / 金属ナノ粒子 |
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| Outline of Research at the Start |
我々は、①光によって発生する熱や電子を制御するための複合ナノ結晶の設計（計算機シミュレーション）と作製、②超短パルスレーザーやテラヘルツ光まで視野に入れた光物性測定を行う。さらに、③化合物の細胞内導入補助機能や光熱や光線力学による細胞死など、複合ナノ粒子と細胞の相互作用について分光顕微法によって行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、①光によって発生する熱や電子を制御するための複合ナノ結晶の設計（計算機シミュレーション）と作製、②超短パルスレーザーやテラヘルツ光まで視野に入れた光物性測定。さらに、③化合物の細胞内導入補助機能や光熱、光線力学による細胞死など、複合ナノ粒子と細胞の相互作用の解明を目的として研究を行った。
本年度は、引き続き金ナノ粒子-酸化チタンナノ複合体の研究の他、磁性ビーズ及び反表面に金薄膜を成膜したヤヌス粒子の作製および光熱効果に関する成果を報告した。金ナノ粒子-酸化チタンナノ複合体では、ポストプロセスとして熱処理を行うことで、アモルファスから結晶へ固相相転移していることを明らかにした。また、バイオ系で商用化されている酸化鉄ナノ粒子とポリマーによって作製されたマイクロサイズの磁性ビーズを購入し、光加熱過程のその場観察を行った。サーモグラフィは赤外線を利用しているため空間分解能に問題があるが、マイクロサイズのビーズを用いることで測定が可能であることを実証した。
本年度はまた、細胞もしくは周囲に付着した変性タンパク質の無染色解析法として、ラマン分光顕微鏡法に着目し、全身性ALアミロイドーシスの確定診断されたいくつかの臓器のラマン分光スペクトルを解析することで、前駆タンパクから変性タンパクがタンパク質の二次構造の変化であることに由来するピークシフトを可視化することで、無染色薄片切片サンプルのアミロイド沈着部位の同定に成功した。さらに、生体系の計算機シミュレーションとして、ブタ膝側副靭帯の多光子顕微鏡画像に基づいたコラーゲン線維とエラスチンの力学的特性評価について報告を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、金ナノ粒子-酸化チタンナノ複合体だけでなく、より医用分野で使われる磁性ビーズを用いた光熱効果の実験を行う事でき、概ね順調に進んでいると思われる。
フォトポレーションについても、超短パルスレーザーによって細胞に細孔を形成することが出来た。また、薬剤についてカルシウムインジケーターを用いて、細胞からの溶出は確認出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度は最終年度であるため、これまでの成果報告および、研究の発展について行っていく。
1．酸化チタン-金ナノ粒子系の成果報告を行う。
2．細胞の細孔形成について成果報告を行う。
3．磁性ビーズによる光温熱効果についても検討を行う。
4．細胞への薬剤導入について、HeLa細胞及び他の癌細胞についても検討を行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
