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低振動数スペクトルに現れる有機分子結晶中不純物分子の影響解明とその利用

研究課題

研究課題/領域番号 16H03882
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 光工学・光量子科学
研究機関静岡大学

研究代表者

佐々木 哲朗  静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (20321630)

研究分担者 坂本 知昭  国立医薬品食品衛生研究所, 薬品部, 室長 (40311386)
大塚 誠  武蔵野大学, 薬学部, 教授 (90160548)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワード微量不純物検出 / テラヘルツ分光 / 格子欠陥 / テラヘルツ / 医薬品 / 不純物検出 / テラヘルツ/赤外材料・素子 / 分析化学 / 薬学 / 応用光学・量子光工学 / 医薬品検査 / テラヘルツレーザー分光 / 中分子医薬品 / 分析科学 / 微量検出 / 中分子量
研究成果の概要

独自に開発した高周波数精度テラヘルツ分光スペクトル測定装置を用いて、医薬品原薬の中に不純物分子が混入した時の吸収周波数シフトから数十ppmの微量不純物を検出できることを示した。実際の医薬品製造では原薬分子に似た不純物分子が多く含まれるものの、これらは従来のクロマトグラフィ法が分離・識別を苦手とする対象である。本研究で創出した新規的手法は分子種に関わらず検出できるので有用である。
近年、低副作用で注目されている中分子医薬品はシャープなスペクトルを示すので、本手法を適用するに相応しい対象となることを見出した。これらの探索の中で得たデータを医薬品テラヘルツスペクトルデータベースとして公開した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

テラヘルツ周波数帯の分子振動が結晶構造に敏感であるという特徴を利用して「不純物分子そのものを検出するのではなく、その分子が周りの母体結晶に与える影響として捉える」という発想の転換で新規的測定手法を創出した。医薬品中の不純物は薬害を引き起こす可能性がある切実な課題であり、例えばサリドマイド事件では同じ分子式で表される光学異性体の微量混入が原因とされたが、本研究で開発した手法では光学異性体不純物の微量検出にも成功しており、実用性の高さを示した。学術的には結晶欠陥構造解析の為の分光学的アプローチを可能とした。本研究成果で構築したスペクトルデータベースは世界各国の大学や企業からアクセスされている。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 15件、 招待講演 8件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] 連続波テラヘルツレーザー分光測定による医薬品検査2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木哲朗、坂本知昭
    • 雑誌名

      PHARM TECH JAPAN

      巻: 35 ページ: 125-130

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Sharp Absorption Peaks in THz Spectra Valuable for Crystal Quality Evaluation of Middle Molecular Weight Pharmaceuticals2018

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Tetsuo、Sakamoto Tomoaki、Otsuka Makoto
    • 雑誌名

      J Infrared Milli Terahz Waves

      巻: 39 号: 9 ページ: 828-839

    • DOI

      10.1007/s10762-018-0494-2

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of Impurities in Organic Crystals by High-Accuracy Terahertz Absorption Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Tetsuo、Sakamoto Tomoaki、Otsuka Makoto
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 90 号: 3 ページ: 1677-1682

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.7b03220

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 医薬品結晶性評価のためのテラヘルツ分光スペクトル測定システムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木哲朗
    • 雑誌名

      分離技術

      巻: 47 ページ: 234-239

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Frequency Resolution and Accuracy Improvement of a GaP CW THz Spectrometer2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Sasaki, Tadao Tanabe, and Jun-ichi Nishizawa
    • 雑誌名

      Advances in Intelligent Systems and Computing Vol.519

      巻: 519 ページ: 33-38

    • DOI

      10.1007/978-3-319-46490-9_5

    • ISBN
      9783319464893, 9783319464909
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Quantitative impurity measurement in pharmaceuticals by THz laser spectrometer2019

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Sasaki, Tomoaki Sakamoto, Makoto Otsuka
    • 学会等名
      PITTCON 2019 Philadelphia, USA, 2019.3.17-21
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 医薬品のテラヘルツ分光スペクトルデータベースの構築2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木 哲朗、坂本 知昭、大塚 誠
    • 学会等名
      日本薬学会 139年会(2019.3.20-23)千葉
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 連続波テラヘルツレーザー分光測定による医薬品品質検査2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木 哲朗、坂本 知昭、大塚 誠、西澤 潤一
    • 学会等名
      学振182委員会研究会, 2019.2.12, えんてつ駅前貸会議室、浜松
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High accuracy and high resolution terahertz spectroscopy for impurity detection in pharmaceutical drugs2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Sasaki, Tomoaki Sakamoto, Makoto Otsuka
    • 学会等名
      the 4th International Conference on Nano Electronics Research Education 2018 (ICNERE 2018), 2018.11.28
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A trial application of terahertz spectroscopy as a pharmaceutical process monitoring tool2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Sasaki, Tomoaki Sakamoto
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Biomedical Engineering (ISBE2018), 2018.11.9.
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantitative Impurity Measurement In Organic Crystals By Precise Measurements Of THz Absorption Frequencies2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Sasaki, Tomoaki Sakamoto, Makoto Otsuka
    • 学会等名
      43rd International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz 2018), Nagoya, Japan, 2018.9.10 - 9.14
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of a-Cyclodextrin Hexahydrate Crystal by High Accuracy Terahertz Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Sasaki, Tomoaki Sakamoto, Makoto Otsuka
    • 学会等名
      ICS2018, 2018.4.29, Sophia Univ., Tokyo
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 連続波テラヘルツ分光スペクトルを利用した医薬品分析2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木哲朗
    • 学会等名
      第24回 マイクロシステム融合研究会, 東北大学, 仙台, 2018.6.15
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spectroscopy by coherent monochromatic terahertz wave2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Sasaki, Tomoaki Sakamoto, Makoto Otsuka
    • 学会等名
      FY 2017 RIEC Annual Meeting on Cooperative Research Projects "Compass for Next Generation ICT", RIEC, Tohoku Univ., Miyagi
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高精度テラヘルツ分光スペクトル測定による有機結晶中の高感度不純物検出2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木 哲朗, 坂本 知昭, 大塚 誠
    • 学会等名
      日本薬学会 138年会 金沢
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高精度テラヘルツ分光スペクトル測定による中分子量医薬品のスペクトル観察2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木 哲朗, 坂本 知昭, 大塚 誠
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      仙台国際センター、宮城県仙台市
    • 年月日
      2017-03-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Continuous wave terahertz laser spectrometer and its applications for pharmaceuticals2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Sasaki, Tomoaki Sakamoto, Tadao Tanabe, and Jun-ichi Nishizawa
    • 学会等名
      PITTCON 2017
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2017-03-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of impurities contained in organic crystals by terahertz spectroscopy measurement2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Sasaki, Tomoaki Sakamoto, Makoto Otsuka
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Biomedical Engineering, Tokyo Institute of Technology, Tokyo
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Continuous Wave Gallium Phosphide THz Spectrometer applied for Pharmaceutical Industry2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Sasaki, Tomoaki Sakamoto, Makoto Otsuka
    • 学会等名
      8th International THz-Bio Workshop, (THz-BIO2017), Frascati, Italy
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of CW THz signal generator using GaP crystal and its application for spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Sasaki
    • 学会等名
      Department of Microelectronic Systems, Faculty of Electronics, Telecommunications and Informatics, Gdansk University of Technology Seminar talk
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fluorine resin-coating of hydrated molecules for stable terahertz spectroscopy at low temperature2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Sasaki
    • 学会等名
      42nd International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz 2017), Cancun, Mexico
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] テラヘルツ波を用いた光医工学研究- 分光スペクトル測定による医薬品結晶性評価2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木哲朗
    • 学会等名
      静岡大学 超領域研究推進本部 第11回超領域研究会、静岡大学浜松キャンパス、静岡
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] テラヘルツ分光スペクトル測定による有機結晶含有微量不純物検出2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木哲朗、坂本知昭、大塚誠
    • 学会等名
      第46回結晶成長国内会議(JCCG-46)、ホテルコンコルド浜松、静岡
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高周波数精度連続波テラヘルツ分光吸収スペクトル測定による有機結晶中の微量不純物の高感度検出2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木哲朗、坂本知昭、大塚誠
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会、福岡国際会議場(福岡)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 連続波テラヘルツ分光スペクトル測定装置とその応用-医薬品評価に向けて-2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木哲朗
    • 学会等名
      FIR CENTER セミナー、福井大学 遠赤外領域開発研究センター
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 医薬品結晶性評価のためのテラヘルツ分光スペクトル測定システムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木哲朗
    • 学会等名
      分離技術会 第12回東海地区分離技術講演会
    • 発表場所
      静岡大学浜松キャンパス、静岡県浜松市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of GaP continuous wave terahertz spectrometer - terahertz spectroscopy and imaging for and pharmaceutical applications2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Sasaki
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Tokyo Medical and Dental University, Tokyo
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Frequency Resolution and Accuracy Improvement of a GaP CW THz Spectrometer2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Sasaki, Tadao Tanabe, Jun-ichi Nishizawa
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Global Research and Education (Inter-Academia 2016)
    • 発表場所
      Warsaw, Poland
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] requency Accuracy and Resolution of a GaP Continuous-Wave Terahertz Spectrometer2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Sasaki, Tadao Tanabe, Jun-ichi Nishizawa
    • 学会等名
      41st International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz 2016)
    • 発表場所
      Copenhagen, Denmark
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CW THz Signal Generator based on DFG in GaP and its Applications for Spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Sasaki, Tadao Tanabe, Tomoaki Sakamoto, Jun-ichi Nishizawa
    • 学会等名
      BIT's 5th Annual World Congress of Advanced Materials-2016 (WCAM-2016)
    • 発表場所
      Chongqing, China
    • 年月日
      2016-06-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 連続波テラヘルツ光源とその応用 - 医薬品の分光分析 -2016

    • 著者名/発表者名
      佐々木哲朗
    • 学会等名
      光とレーザーの科学技術フェア2016 特別交流シンポジウム
    • 発表場所
      科学技術館、東京都千代田区
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] THz spectral database for Pharmaceuticals

    • URL

      https://www.rie.shizuoka.ac.jp/~thz/database/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 佐々木研究室の研究内容 「微量不純物検出・定量」

    • URL

      https://www.rie.shizuoka.ac.jp/~thz/HR-THz.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 佐々木研究室HP

    • URL

      http://www.rie.shizuoka.ac.jp/~thz/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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