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MRI造影剤を指向したフェリチン複合体の構築

研究課題

研究課題/領域番号 19650126
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関鹿児島大学

研究代表者

山元 和哉  鹿児島大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (40347084)

研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2008年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2007年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワードフェリチン / MRI造影剤 / バイオミネラリゼーション / 異方的高分子修飾 / 刺激応答性高分子 / 金属ナノ粒子
研究概要

本研究では、球状タンパク質であるフェリチンの表面近傍を構造制御された刺激応答性高分子で機能化し、内部空間を反応場とした金属ナノ粒子の形成評価および核磁気共鳴画像(MRI)造影剤を指向した材料開発について検討した。まず高分子薄膜上への自発的な静電吸着過程を利用したフェリチンおよびアポフェリチンの二次元配列の吸着挙動を定量的に解析した。フェリチの等電点以上ではカチオン表面へ、以下ではアニオン表面への選択的な吸着が観察され、静電的な相互作用により高分子電解質薄膜表面に吸着していることがわかった。アポフェリチンにおいても同様な挙動が観察され、内部金属の有無に依存した振動数変化の違いが観察された。次に異なる官能基を有する高分子とフェリチンとの積層薄膜作製による三次元配列、およびフェリチン内部の金属酸化・還元反応を電気化学的手法で評価した。フェリチンの表面電荷を制御することで、カルボキシル基もしくはアミノ基を有するポリマーとの静電相互作用を駆動力とした逐次的な積層化が確認され、縮合剤溶液に浸漬させることにより、簡便に共有結合が導入され薄膜安定性が向上した。また調製した2種の積層薄膜の積層ステップ依存的な電流応答に顕著な違いが観察され、用いた高分子により薄膜内部での電子移動メカニズムが異なることが示唆された。更に、高分子薄膜上に静電的に固定化させたフェリチンおよびアポフェリチンのバイオミネラリゼーションを定量的に評価した結果、フェリチンおよびアポフェリチンの内部空間領域での優先的な鉄の取り込みによる鉄コアの形成が、水晶発振子の振動数変化および電子顕微鏡の画像から確認された。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Electrostatic Adsorption of Ferritin, Proteins and Nanoparticle Conjugate onto the Surface of Polyelectrolyte Multilayers2008

    • 著者名/発表者名
      K. Uto, K. Yamamoto, N. Kishimoto, M. Muraoka, T. Aoyagi, I. Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry 18

      ページ: 3876-3884

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 機能性高分子を異方的修飾したフェリチンタンパク質の調製と機能評価2008

    • 著者名/発表者名
      山元和哉
    • 学会等名
      日本化学会西日本大会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県)
    • 年月日
      2008-11-15
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 基板上に固定化されたフェリチンタンパク質の高分子異方的修飾と機能評価2008

    • 著者名/発表者名
      宇都甲一郎, 他
    • 学会等名
      第57回高分子討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府)
    • 年月日
      2008-09-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 温度応答性ブロックポリマーのフェリチンタンパク質への固定化と機能評価2008

    • 著者名/発表者名
      山本美佳, 他
    • 学会等名
      第45回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県)
    • 年月日
      2008-07-04
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] フェリチンタンパク質固定化膜を利用した金属ナノ粒子の合成と配列制御2008

    • 著者名/発表者名
      宇都甲一郎, 他
    • 学会等名
      第57回高分子学会年次会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2008-05-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] フェリチンたんぱく質を利用した金属ナノ粒子の二次元配列制御とバイオミネラリゼーション評価2008

    • 著者名/発表者名
      山元 和哉
    • 学会等名
      日本化学会第88春季年会
    • 発表場所
      立教大学(東京都)
    • 年月日
      2008-03-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Preparations and Characterizations of Nano-Complexes Consisting of Stimuli-Responsive Block Copolymers and PAMAM dendrimers2007

    • 著者名/発表者名
      Kazuya YAMAMOTO
    • 学会等名
      18th MRS-J Symposium
    • 発表場所
      日本大学(愛知県)
    • 年月日
      2007-12-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] フェリチンタンパク質を利用した機能性ナノ構造体の創製とバイオミネラリゼーション評価2007

    • 著者名/発表者名
      山元 和哉
    • 学会等名
      第56回 高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業(愛知県)
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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