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2010 年度 実績報告書

ナノ融合分子集合体による機能開拓とバイオ応用

計画研究

研究領域融合マテリアル:分子制御による材料創成と機能開拓
研究課題/領域番号 22107011
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

研究機関名古屋大学

研究代表者

片桐 清文  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (30432248)

研究分担者 冨田 恒之  東海大学, 理学部, 講師 (00419235)
キーワードハイブリッド材料 / 機能性高分子 / 融合マテリアル / 自己組織化 / ナノバイオ / 光線力学療法 / アップコンバージョン蛍光体 / MRI造影剤
研究概要

本研究では、材料構築のユニットをナノレベルで組織化し、それらの特性を巧みに融合して高度な機能を発現させる技術の確立を目指す。特に無機材料と有機材料を合理的な分子設計のもと精密に融合し、バイオ応用展開を実現する。ナノ粒子などの無機ユニットと脂質などの有機ユニットを交互積層法などによって分子集合体とする。これらのバイオ応用展開として、薬物運搬体、さらに光線力学療法用粒子等についても有機分子単独では実現し得ない機能発現をナノ融合分子集合体により実現し、革新的なバイオ・メディカル素子創成の方法論を開拓する。5年間の研究計画の初年度にあたる本年度は以下のような成果を得た。
目的の患部にすばやく送達し、外部からのシグナルに応答して内包物を放出するドラッグ・デリバリー用のハイブリッドカプセルとして、磁場応答リポソームを開発した。オレイン酸で疎水化したFe_30_4ナノ粒子と温度感受性高分子をリポソームに組み込んだリポソームを合成した。このリポソームに交流磁場を印加すると、Fe_30_4ナノ粒子の発熱が起こり、その熱によって温度感受性高分子が構造変化を起こし、脂質膜を乱すことで内包物の放出を誘起することを見出した。
近赤外光による光線力学療法を実現するために、可視光で活性酸素を発生させるフラーレンと近赤外光から可視光を発光させるアップコンバージョン(UPC)蛍光ナノ粒子の融合した材料の創成を目指している。その第一段階として、水に分散するUPC蛍光ナノ粒子の合成を行った。オレイン酸で被覆したNaYF_4粒子を溶液プロセスで合成し、これを脂質膜で修飾することで水に凝集することなく分散させることに成功した。また酸化物系のUPC蛍光体においても高輝度化をケイ素の添加によって実現した。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (19件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Magnetoresponsive On-Demand Release of Hybrid Liposomes Formed with Fe_3O_4 Nanoparticles and Thermosensitive Block Copolymers2011

    • 著者名/発表者名
      K.Katagiri, Y.Imai, K.Koumoto, T.Kaiden, K.Kono, S.Aoshima
    • 雑誌名

      Small

      巻: (印刷中)(未定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] オンデマンドで内包物を放出するハイブリッドスマートカプセル2011

    • 著者名/発表者名
      片桐清文
    • 雑誌名

      セラミックス

      巻: 46 ページ: 109-113

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 交互積層法を用いたハイブリッドマイクロカプセルの機能化2010

    • 著者名/発表者名
      片桐清文
    • 雑誌名

      Nanofiber

      巻: 1 ページ: 31-34

  • [学会発表] 液相プロセスと分子集合体を用いた新規ハイブリッド材料の開発2011

    • 著者名/発表者名
      片桐清文
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2011年 年会
    • 発表場所
      浜松市
    • 年月日
      20110316-20110318
  • [学会発表] 脂質膜修飾NaYF4系アップコンバージョン蛍光ナノ粒子の合成2011

    • 著者名/発表者名
      石田兼基, 片桐清文, 河本邦仁, 冨田恒之
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2011年 年会
    • 発表場所
      浜松市
    • 年月日
      20110316-20110318
  • [学会発表] Ce系酸化物アップコンバージョン蛍光体の高輝度化2011

    • 著者名/発表者名
      成瀬則幸, 小柳優, 冨田恒之, 三浦恭之, 片桐清文, 垣花眞人
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2011年 年会
    • 発表場所
      浜松市
    • 年月日
      20110316-20110318
  • [学会発表] 単分散YVO4:Eu3+/SiO2コアシェルナノ粒子の合成と発光特性2011

    • 著者名/発表者名
      城所拓郎, 冨田恒之, 谷口貴章, 布施啓示, 勝又健一, 松下伸広, 岡田清, 徳善公一, 曽我公平
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2011年 年会
    • 発表場所
      浜松市
    • 年月日
      20110316-20110318
  • [学会発表] 錯体重合法による酸化セリウム系アップコンバージョン蛍光体の合成と評価2011

    • 著者名/発表者名
      小柳優・成瀬則幸・冨田恒之・片桐清文・垣花眞人
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2011年 年会
    • 発表場所
      浜松市
    • 年月日
      20110316-20110318
  • [学会発表] On-demand Release from Hybrid Liposomes formed with Fe3O4 Nanoparticles and Thermosensitive Polymers via Magnetic Field Irradiation2011

    • 著者名/発表者名
      K.Katagiri, Y.Imai, K.Koumoto, T.Kaiden, K.Kono, S.Aoshima
    • 学会等名
      2nd International Conference on Multifunctional, Hybrid and Nanomaterials
    • 発表場所
      Strasbourgフランス
    • 年月日
      20110306-20110310
  • [学会発表] Preparation of CHP Nanogel-Iron Oxide Hybrid Particles for Biomedical Applications2011

    • 著者名/発表者名
      K.Ohta, K.Katagiri, K.Koumoto, Y.Sasaki, K. Kurosu, K. Akiyoshi
    • 学会等名
      11th International Symposium on Biomimetic Materials Processing (BMMP-11)
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      20110125-20110128
  • [学会発表] 生体応用のための酸化鉄含有多糖ナノゲルハイブリッド粒子の作製2011

    • 著者名/発表者名
      太田敬子, 片桐清文, 河本邦仁, 佐々木善浩, 黒須啓, 秋吉一成
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      (要旨集)
    • 年月日
      2011-03-11
  • [学会発表] 光線力学療法を指向したフラーレン含有脂質膜修飾酸化鉄ナノ粒子の合成2011

    • 著者名/発表者名
      石橋怜菜, 片桐清文, 河本邦仁, 信澤和行, 河井芳彦, 池田篤志
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      (要旨集)
    • 年月日
      2011-03-11
  • [学会発表] 有機と無機の機能を融合して創るスマートカプセル2011

    • 著者名/発表者名
      片桐清文
    • 学会等名
      日本学術振興会分子ナノテクノロジー第174委員会第35回研究会
    • 発表場所
      奈良市
    • 年月日
      2011-02-28
  • [学会発表] 外部場応答オンデマンド放出機能を有するインテリジェントカプセル2011

    • 著者名/発表者名
      片桐清文
    • 学会等名
      文部科学省科学研究費補助金 新学術領域研究「融合マテリアル:分子制御による材料創成と機能開拓」第1回 公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2011-01-22
  • [学会発表] Stimuli-responsive smart hybrid capsules prepared via layer-by-layer assembly2010

    • 著者名/発表者名
      K.Katagiri, Y.Imai, M.Nakamura, K.Koumoto
    • 学会等名
      The 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
    • 発表場所
      Honolulu U.S.A
    • 年月日
      20101215-20101220
  • [学会発表] Selective synthesis of four polymorphs of TiO_2 and their morphology control using water-soluble titanium complex2010

    • 著者名/発表者名
      K.Tomita, K.Yamamoto, T.Sasaki, V.Petrykin, M.Kobayashi, M.Kakihana
    • 学会等名
      The 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
    • 発表場所
      Honolulu U.S.A
    • 年月日
      20101215-20101220
  • [学会発表] Synthesis and water-splitting activity of NaTaO_3 photocatalyst using a hydrothermal method and a solvothermal method2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsumoto, K.Tomita, Y.Sekine, M.Kakihana
    • 学会等名
      The 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
    • 発表場所
      Honolulu U.S.A
    • 年月日
      20101215-20101220
  • [学会発表] Hydrothermal Growth of NaLa(WO_4)_2 : Er^<3+>/Yb^<3+> Microcrystals with Controlled-Morphology and Up-Conversion luminescent Properties2010

    • 著者名/発表者名
      T.Kidokoro, K.Tomita, T.Taniguchi, K.Katsumata, K.Okada, N.Matsushita, K.Tsujiuchi, K.Soga
    • 学会等名
      The 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
    • 発表場所
      Honolulu U.S.A
    • 年月日
      20101215-20101220
  • [学会発表] 生体応用を目的とした多糖ゲル-酸化鉄ナノハイブリッド粒子の作製2010

    • 著者名/発表者名
      太田敬子, 片桐清文, 河本邦仁, 佐々木善浩, 黒須啓, 秋吉一成
    • 学会等名
      日本ゾルーゲル学会第8回討論会
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      20100729-20100730
  • [学会発表] 磁場応答放出能を有するハイブリッドリポソームの創成2010

    • 著者名/発表者名
      片桐清文、今井雄治、河本邦仁、改田知宏、河野健司、青島貞人
    • 学会等名
      第59回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      20100526-20100528
  • [学会発表] 化学的溶液プロセスによる高機能フォトセラミックスの創製と高度物性評価2010

    • 著者名/発表者名
      冨田恒之, 佐々木徹, 成瀬則幸, 垣花眞人
    • 学会等名
      第10回東北大学多元物質科学研究所研究発表会
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2010-12-01
  • [学会発表] Emulsion Assisted Hydrothermal Synthesis of Four Polymorphs of TiO_2 from Water-Soluble Titanium Complexes2010

    • 著者名/発表者名
      K.Yamamoto, K.Tomita, Y.Miura, I.Mikami, M.Kakihana
    • 学会等名
      The 3rd International Congress on Ceramics (ICC3)
    • 発表場所
      大阪国際會議場
    • 年月日
      2010-11-16
  • [図書] Bio-Inspired Materials Synthesis(Ed.Yanfeng Gao)(ISBN:978-81-308-0401-9).2010

    • 著者名/発表者名
      Kiyofumi Katagiri(分担執筆)
    • 総ページ数
      20
    • 出版者
      Research Signpost

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公開日: 2012-07-19  

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