| 研究課題/領域番号 |
22K18882
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分26:材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
中島 章 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (00302795)
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| 研究分担者 |
石黒 斉 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所, 「次世代ライフサイエンス技術開発」プロジェクト, プロジェクトリーダー (00381666)
望月 泰英 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (30910179)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2024年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
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| キーワード | 非晶質 / 希土類 / ヨウ素酸 / ウイルス / 無機 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
非晶質ヨウ素酸セリウム塩は、暗所での有機色素を分解し、酵素たんぱく質を不活化する。本申請研究はこの材料の特性を極限まで高めることを目的とする。この目的を達成するため、①抗ウイルス活性を発現する機構を材料科学的に解明し、②抗ウイルス活性に及ぼす構造・組成の影響を明らかにする、そして③得られた知見を基に有機/無機ハイブリッド型の高性能抗ウイルス材料を創製する。本研究の成果は、ワクチン頼みの発想や体制からのゲームチェンジを促進し、人類の近未来の脅威であるウイルス関連被害への対策技術となる。
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| 研究実績の概要 |
令和4年度は各種非晶質ヨウ素酸化合物の作製方法の検討した。抗ウイルス活性で実績のあるCe, La等について、その水溶液とヨウ素酸溶液を反応させてヨウ素酸化合物を作製した。室温での沈殿法によりアモルファス状のCe(IO3)4を作製し、また、溶液の混合により生じた沈殿を焼成することでCe(IO3)3, α-La(IO3)3, δ-La(IO3)3の各粉末試料を作製した。すべての試料は溶液中で構成イオンの一部が溶出することが分かった。Ce(IO3)4は暗所下において水中のメチレンブルーとメチルオレンジを分解した。この分解反応前後のCeの価数変化からCe(Ⅳ)による酸化分解であることが示唆された。これらの試料は大腸菌と黄色ブドウ球菌に対して高い抗菌活性を示し、またノンエンベロープ型ウイルスであるバクテリオファージQβとエンベロープ型ウイルスであるバクテリオファージφ6に対しても高い抗ウイルス活性を示した。これらの抗菌・抗ウイルス活性には、試料から漏出したランタンやセリウムイオンの負電荷の抑制、セリウムイオンの酸化力、ヨウ素酸イオンによるpHの変化、酸化力等が影響を及ぼしていることが考えられた（論文投稿、掲載決定済み）。これらの活性は暗所で発現するが、光を照射すると活性が増大することが明らかになり、現在機構を検討中である。またCe, Laに代わり、Yを用いたヨウ素酸塩が水熱法で作製可能であることが最近明らかになり、今後抗ウイルス活性の有無についても詳しく検討していく
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
令和4年度の計画は各種非晶質ヨウ素酸化合物の作製方法の検討することであった。抗ウイルス活性で実績のあるCe, Laを用いて、その水溶液とヨウ素酸溶液を反応させてヨウ素酸化合物を作製した。濃度や温度を変えて合成を実施し、基本的なキャラクタリゼーション結果（比表面積測定, XRD, XRF, XPS, IR, SEM観察, UV-Vis等）と抗ウイルス活性との関係を議論することができた。さらにYでヨウ素酸化合物の合成ができることが分かり、光励起反応が存在する可能性も見出されている。新たな方向性が見えつつあることから全体としてはおおむね順調に進展していると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度は抗ウイルス活性評価と活性発現機構の解明 に取り組む予定であったが、Ce(IO3)3とLa(IO3)3については既にある程度確認ができている。このため新たに合成ができたY(IO3)3について検討を進め、合わせて昨年度明らかになった光励起反応の関与についても、メカニズムを掘り下げる ウイルスはエンベロープ(脂質二重膜と糖タンパク質からなる膜状の構造)が覆うインフルエンザウイルスのようなタイプと、カプシドのみでエンベロープを持たないノロウイルスのようなタイプの2種類に大別されることから、それぞれの代表としてバクテリオファージφ6とバクテリオファージQβの2種類のモデルウイルスを用いて、ISOに定められたフイルム密着法に加え漏出イオン接触法で評価を行う。併せて酵素タンパク質の不活化活性や活性酸素発生能を評価し、抗ウイルス活性の発現機構を明らかにする。特にイオンの漏出量はポリマーとのハイブリッドを考える上で重要な因子となりうる。このため温度や濃度に対するイオン漏出量を慎重に検討していく。
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