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光応答型ナノキャリアからの薬剤放出過程のリアルタイム計測法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K05558
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
研究機関神奈川大学

研究代表者

東海林 竜也  神奈川大学, 理学部, 准教授 (90701699)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード光ピンセット / リポソーム / 光分解性脂質 / 顕微蛍光分光法 / 光分解性物質 / ナノ構造増強光ピンセット / 顕微分光分析法 / ドラッグデリバリーシステム / 生分解性高分子 / ナノ粒子 / 光圧
研究開始時の研究の概要

本研究では、ドラッグデリバリーシステムキャリアである内包薬物の放出速度を制御したナノカプセルを捕捉・操作する光ピンセット法と顕微蛍光分光法を組み合わせ、ナノカプセル1個を溶液中で光捕捉し、放出過程をリアルタイム計測する分析手法を開発する。(1) ナノカプセルとして光照射により内包薬物を放出するリポソームの合成と光学系の構築、(2) 光刺激応答型リポソームの放出挙動のサイズ依存性・化学組成依存性の解明、最終的に(3) 内包分子の過剰放出(初期バースト)過程の速度論的解明を果たす。

研究成果の概要

本研究は、溶液中に漂うドラッグデリバリーキャリア一粒を光圧により捕捉し,カプセル一粒からの分子放出過程を顕微分光学的手法により追跡する新たな分析手法の開発である。これまでに,金ナノ粒子を内包させたリポソームを安定的に光捕捉し,レーザー光照射に伴う蛍光強度の経時変化を追跡することに成功した。さらに,カプセル剤としてリポソームを選定し、光分解性リポソームの作製と光捕捉に注力した。光分解性脂質を導入し,紫外線照射に伴うリポソームの分解過程を顕微蛍光分光法により追跡するシステムを構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

薬物を体内の特定部位に、特定のタイミングで、特定の量を放出するドラッグデリバリーシステムにおいて、薬物を送達するナノカプセルの開発が極めて重要である。このナノカプセルの放出速度は、そのカプセルの粒径や形状、化学組成などに大きく依存すると考えられるが、これまでの分析手法では統計平均的な情報しか得ることが難しい。本研究により、溶液中に漂うドラッグデリバリーキャリア一粒を光圧により捕捉し、カプセル一粒からの分子放出過程を顕微分光学的手法により追跡することができれば,より高精度かつ高機能なドラッグデリバリーキャリアの開発にも役立てるだろう。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 4件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Generation of ultralong liposome tubes by membrane fusion beneath a laser-induced microbubble on gold surfaces2022

    • 著者名/発表者名
      Kojima Chiaki、Noguchi Akemi、Nagai Tatsuya、Yuyama Ken-ichi、Fujii Sho、Ueno Kosei、Oyamada Nobuaki、Murakoshi Kei、Shoji Tatsuya、Tsuboi Yasuyuki
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 7 号: 15 ページ: 13120-13127

    • DOI

      10.1021/acsomega.2c00553

    • 関連する報告書
      2022 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] Fluorescence Colour Control in Perylene‐Labeled Polymer Chains Trapped by Nanotextured Silicon2022

    • 著者名/発表者名
      Takao Ryota、Ushiro Kenta、Kusano Hazuki、Yuyama Ken‐ichi、Shoji Tatsuya、Linklater Denver P.、Ivanova Elena、Juodkazis Saulius、Tsuboi Yasuyuki
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 61 号: 11

    • DOI

      10.1002/anie.202117227

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Incoherent Optical Tweezers on Black Titanium2021

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Sayaka、Uenobo Yuki、Takao Ryota、Yuyama Ken-ichi、Shoji Tatsuya、Linklater Denver P.、Ivanova Elena、Juodkazis Saulius、Kameyama Tatsuya、Torimoto Tsukasa、Tsuboi Yasuyuki
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 13 号: 23 ページ: 27586-27593

    • DOI

      10.1021/acsami.1c04929

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Laser-Induced Transfer of Noble Metal Nanodots with Femtosecond Laser-Interference Processing2021

    • 著者名/発表者名
      Nakata Yoshiki、Tsubakimoto Koji、Miyanaga Noriaki、Narazaki Aiko、Shoji Tatsuya、Tsuboi Yasuyuki
    • 雑誌名

      Nanomaterials

      巻: 11 号: 2 ページ: 305-305

    • DOI

      10.3390/nano11020305

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optical Trapping of Nanocrystals at Oil/Water Interfaces: Implications for Photocatalysis2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Tsuboi, Shota Naka, Daiki Yamanishi, Tatsuya Nagai, Ken-ichi Yuyama, Tatsuya Shoji, Bunsho Ohtani, Mamoru Tamura, Takuya Iida, Tatsuya Kameyama, and Tsukasa Torimoto
    • 雑誌名

      ACS Appl. Nano Mater.

      巻: 4 号: 11 ページ: 11743-11752

    • DOI

      10.1021/acsanm.1c02335

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Formation of Single Double-Layered Coacervate of Poly(N,N-diethylacrylamide) in Water by a Laser Tweezer2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Mitsuhiro、Asoh Taka-Aki、Shoji Tatsuya、Tsuboi Yasuyuki
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 37 号: 9 ページ: 2874-2883

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.0c03009

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanostructure-assisted optical tweezers toward microspectroscopic polymer analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Shoji Tatsuya、Tsuboi Yasuyuki
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 53 号: 2 ページ: 271-281

    • DOI

      10.1038/s41428-020-00410-w

    • NAID

      120007007730

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2020451

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermo-Plasmonic Trapping of Living Cyanobacteria on a Gold Nanopyramidal Dimer Array: Implications for Plasmonic Biochips2020

    • 著者名/発表者名
      Naka Shota、Shoji Tatsuya、Fujii Sho、Ueno Kosei、Wakisaka Yumi、Murakoshi Kei、Mizoguchi Tadashi、Tamiaki Hitoshi、Tsuboi Yasuyuki
    • 雑誌名

      ACS Applied Nano Materials

      巻: 3 号: 10 ページ: 10067-10072

    • DOI

      10.1021/acsanm.0c02071

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical Trapping of Polystyrene Nanoparticles on Black Silicon: Implications for Trapping and Studying Bacteria and Viruses2020

    • 著者名/発表者名
      Komoto Sawa、Nagai Tatsuya、Takao Ryota、Ushiro Kenta、Matsumoto Mitsuhiro、Shoji Tatsuya、Linklater Denver P.、Juodkazis Saulius、Tsuboi Yasuyuki
    • 雑誌名

      ACS Applied Nano Materials

      巻: 3 号: 10 ページ: 9831-9841

    • DOI

      10.1021/acsanm.0c01901

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Microanalysis of Single Poly(N-isopropylacrylamide) Droplet Produced by an Optical Tweezer in Water: Isotacticity Dependence of Growth and Chemical Structure of the Droplet2020

    • 著者名/発表者名
      Ushiro Kenta、Shoji Tatsuya、Matsumoto Mitsuhiro、Asoh Taka-Aki、Horibe Hideo、Katsumoto Yukiteru、Tsuboi Yasuyuki
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 124 号: 38 ページ: 8454-8463

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.0c06932

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Fabrication of Plasmonic Optical Fiber using Silane Coupling Agents for Optical Manipulation2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Asase, Tatsuya Shoji
    • 学会等名
      The 13th Asia-Pacific Conference on Near-Field Optics (APNFO13)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金ナノ粒子を用いたプラズモン光ファイバピンセットの開発2022

    • 著者名/発表者名
      浅瀬 有希, 檜垣 寧々, 東海林 竜也
    • 学会等名
      2022年 光化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] チタンナノリンクル構造体を用いた光ピンセット法の探求2022

    • 著者名/発表者名
      吉田 匡志, 森本 雅夕, 東海林 竜也
    • 学会等名
      2022年 光化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ナノ構造を利用した光ピンセット技術の開発と展望2022

    • 著者名/発表者名
      東海林 竜也
    • 学会等名
      2021年度 第5回 フォトニックデバイス・応用技術研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 金ナノ粒子を内包したリポソーム単粒子からの分子放出挙動の顕微蛍光追跡2022

    • 著者名/発表者名
      東海林 竜也,飯田 京子,坪井 泰之
    • 学会等名
      第21回高分子ミクロスフェア討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Nanostructure-assisted optical tweezers for soft matter manipulation2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya SHOJI
    • 学会等名
      第58回 日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノ構造体を用いたナノ物質光マニピュレーション法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      東海林 竜也
    • 学会等名
      第32回 散乱研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] プラズモン光捕捉したポリ(N,N-ジエチルアクリルアミド)による分子濃縮・検出法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      東海林 竜也, 松本 充央, 坪井 泰之
    • 学会等名
      2020年web光化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 東海林研究室-神奈川大学理学部化学科

    • URL

      https://tshoji.com/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 東海林研究室-神奈川大学理学部化学科

    • URL

      https://tshoji.com/ac/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 東海林研究室

    • URL

      https://tshoji.com/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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