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イオン性薬剤の膜表面・膜透過反応機構の解明と多分岐高分子による反応制御

研究課題

研究課題/領域番号 19K05541
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分34020:分析化学関連
研究機関金沢大学

研究代表者

永谷 広久  金沢大学, 物質化学系, 教授 (90346297)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードアントラサイクリン / デンドリマー / 液液界面 / 凝集誘起発光 / 分光電気化学 / イオン性薬剤 / アントラキノン / 生体膜模倣液液界面 / 生体膜模倣 / 生体模倣膜 / 多分岐高分子 / ドラッグデリバリーシステム
研究開始時の研究の概要

リン脂質膜を吸着させた水/有機溶媒界面を生体膜模倣反応場として利用し、界面反応の高感度解析が可能な分光電気化学法によるイオン性薬剤の膜表面・膜透過反応の解明を行う。イオン性薬剤には、抗がん剤として薬物動態の解明が重要なアントラサイクリン系抗生物質などを用い、分子構造と膜表面における反応性の相関を含めた膜透過反応機構を明らかにする。さらに、多分岐高分子を外部刺激に応答する機能性薬剤キャリアとして応用し、薬剤の膜表面反応と相間分配特性の動的制御を行う。

研究成果の概要

アントラサイクリン系抗がん剤を含むイオン性薬剤の膜表面・膜透過反応機構について,混ざり合わない二種の液体の界面(液液界面)を生体膜のモデル反応場として利用することで分光電気化学的に研究した。また,液液界面やリン脂質膜表面で特異的に生じる水溶性テトラフェニルエテン誘導体の凝集誘起発光挙動を明らかにした。さらに,多分岐高分子とイオン性薬剤のイオン会合体形成や薬剤の膜反応挙動に対する影響を精査し,デンドリマーの薬剤キャリアとしての機能性を評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

モデル反応場を用いてイオン性薬剤の生体膜における表面吸着や膜透過反応の機構を解析する方法論を示し,薬剤の分子構造と薬物動態の相関を検討する上で重要な知見を得た。また、多分岐高分子との複合化による薬剤の相間分配挙動の制御に限定的ながら成功し,多分岐高分子がドラッグデリバリーのための薬剤キャリアとして有用であること確認した。さらに液液界面や膜表面で選択的に生じる凝集誘起発光の反応系を見いだし,膜表面を対象とした電位感受性蛍光プローブとして応用できる可能性を示した。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Kyungpook National University(韓国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Limerick(アイルランド)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Kyunpook National University(韓国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Kyungpook National University(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Transfer Mechanism of Anthracycline Antibiotics and Their Ion‐Association with PAMAM Dendrimer at Liquid|Liquid Interfaces2022

    • 著者名/発表者名
      Takami Toshinari、Kanai Shohei、Nishiyama Yoshio、Lee Hye Jin、Nagatani Hirohisa
    • 雑誌名

      ChemElectroChem

      巻: 9 号: 13 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1002/celc.202200359

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A soft on/off switch based on the electrochemically reversible H?J interconversion of a floating porphyrin membrane2021

    • 著者名/発表者名
      Molina-Osorio Andres F.、Yamamoto Sho、Robayo-Molina Ivan、Gamero-Quijano Alonso、Nagatani Hirohisa、Scanlon Micheal D.
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 12 号: 30 ページ: 10227-10232

    • DOI

      10.1039/d0sc05786j

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Interfacial association of ferritin with anionic fluorescent probe at the 1,2-dichloroethane/water interface2021

    • 著者名/発表者名
      Sakae Hiroki、Takasuga Koji、Yokoyama Takashi、Nagatani Hirohisa
    • 雑誌名

      Journal of Electroanalytical Chemistry

      巻: 888 ページ: 115175-115175

    • DOI

      10.1016/j.jelechem.2021.115175

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aggregation-Induced Emission of Water-Soluble Tetraphenylethene Derivatives at Polarized Liquid|Liquid Interfaces2020

    • 著者名/発表者名
      Makoto Nabara, Sho Yamamoto, Yoshio Nishiyama, Hirohisa Nagatani
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 36 号: 35 ページ: 10597-10605

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.0c01962

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ion transfer and adsorption of water-soluble metal complexes of 8-hydroxyquinoline derivatives at the water|1,2-dichloroethane interface2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Sho、Kanai Shohei、Takeyama Marie、Nishiyama Yoshio、Imura Hisanori、Nagatani Hirohisa
    • 雑誌名

      Journal of Electroanalytical Chemistry

      巻: 856 ページ: 113566-113566

    • DOI

      10.1016/j.jelechem.2019.113566

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Spectroelectrochemical Analysis of Mitoxantrone across a Biomimetic Liquid|Liquid Interface2021

    • 著者名/発表者名
      Ryuto Mashita, Yoshio Nishiyama, Hirohisa Nagatani
    • 学会等名
      72th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Specific Aggregation Behavior of Water-Soluble AIEgens at Liquid|Liquid Interfaces2021

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Nagatani
    • 学会等名
      72th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spectroelectrochemical study of ferritin-anionic fluorescent probe association at the 1,2-dichloroethane/water interface2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Sakae, Koji Takasuga, Takashi Yokoyama, Hirohisa Nagatani
    • 学会等名
      72th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 液液界面におけるテトラサイクリン系抗生物質の分光電気化学解析2021

    • 著者名/発表者名
      山村 康志郎, 西山 嘉男, 永谷 広久
    • 学会等名
      日本分析化学会第70年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] PAMAMデンドリマー共存下の液液界面におけるミトキサントロンのイオン移動反応挙動2021

    • 著者名/発表者名
      真下 隆都, 西山 嘉男, 永谷 広久
    • 学会等名
      日本分析化学会第70年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Direct Characterization of Water-Soluble AIEgens at Liquid|Liquid Interfaces2021

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Nagatani
    • 学会等名
      Asian Conference on Analytical Sciences 2021 (ASIANALYSIS XV)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] アニオン性bis-MPAデンドリマーのイオン会合体形成と液液界面反応挙動2021

    • 著者名/発表者名
      藤村 尚人, 西山 嘉男, 永谷 広久
    • 学会等名
      第67回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 液液界面におけるアゾベンゼン誘導体のイオン移動・吸着反応の光応答性2021

    • 著者名/発表者名
      長谷川 司, 中野 湧太, 西山 嘉男, 永谷 広久
    • 学会等名
      第67回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 液液界面をモデル反応場としたミトキサントロンの膜透過反応機構の検討2020

    • 著者名/発表者名
      真下 隆都, 西山嘉男, 永谷広久
    • 学会等名
      日本分析化学会第69年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 真下 隆都, 西山嘉男, 永谷広久2020

    • 著者名/発表者名
      リン脂質吸着液液界面におけるミトキサントロンの分光電気化学解析
    • 学会等名
      第66回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 液液界面におけるアントラサイクリン誘導体とデンドリマーの吸着反応挙動2019

    • 著者名/発表者名
      金井 祥平, 高見 俊成, 西山 嘉男, 永谷 広久, 井村 久則
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 液液界面におけるアニオン性アゾベンゼン誘導体の電荷移動反応制御2019

    • 著者名/発表者名
      中野 湧太, 永谷 広久, 西山嘉男, 井村 久則
    • 学会等名
      日本分析化学会第79回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 液液界面における凝集誘起発光性色素の電位依存会合特性2019

    • 著者名/発表者名
      名原 真人, 山本 翔, 西山 嘉男, 永谷 広久, 井村 久則
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 多分岐高分子を用いた液液界面における電荷移動反応の動的制御2019

    • 著者名/発表者名
      永谷 広久
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体模倣液液界面日本語おけるアントラサイクリン誘導体とデンドリマーの分子間相互作用2019

    • 著者名/発表者名
      金井祥平, 高見俊成, 西山嘉男, 永谷広久, 井村久則
    • 学会等名
      日本化学会北陸地区講演会と研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 液液界面におけるアニオン性テトラフェニルエチレンの凝集誘起発光特性2019

    • 著者名/発表者名
      名原真人, 山本翔, 西山嘉男, 永谷広久, 井村久則
    • 学会等名
      日本化学会北陸地区講演会と研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 液液界面におけるアントラキノン系薬剤の分光電気化学的研究2019

    • 著者名/発表者名
      眞下隆都, 西山嘉男, 永谷広久
    • 学会等名
      日本化学会北陸地区講演会と研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 金沢大学理工学域物質化学類化学コース 分析化学研究室

    • URL

      http://chem.s.kanazawa-u.ac.jp/anal/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 金沢大学理工学域物質化学類化学コース 分析化学研究室

    • URL

      http://chem.s.kanazawa-u.ac.jp/anal/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 金沢大学理工学域物質化学類分析化学研究室

    • URL

      http://chem.s.kanazawa-u.ac.jp/anal/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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