抗菌光線力学療法のための新しい光増感性金ナノクラスターの開発

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H03520
• 研究機関: 関西大学
• 研究代表者: 川崎 英也 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (50322285)
• 研究分担者: 宮治 裕史 北海道大学, 大学病院, 講師 (50372256)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 金ナノクラスター / 有機色素 / 光増感剤 / a-PDT / 歯周病

研究実績の概要

本年度は、金ナノクラスターの合金化や有機色素や高分子との複合化した光増感剤を新規に開発した。これら、金ナノクラスター光増感剤によるa-PDT効果を口内細菌に対して実証することができた。1)FRET機構を利用した金ナノクラスター/有機色素複合体による高効率1O2発生：生体親和性の高いウシ血清アルブミンで保護された金25量体金クラスター (BSA-Au25NCs) と 1O2 を発生する光増感剤であるメチレンブルー (MB) との複合体 (BSA-Au25NCs / MB複合体) を合成した。紫外可視吸収スペクトルより，BSA-Au25NCs / MB複合体は，BSA-Au25NCsとMBそれぞれ特有の吸収を示すことから，複合体の形成を確認した。BSA-Au25NCsの蛍光ピークとMBの吸収ピークが重なっており、BSA-Au25NCsをドナー、MBをアクセプターとするエネルギー移動の可能性が示唆された。このエネルギー移動(FRET)は，複合体におけるBSA-Au25NCsの蛍光強度の減少ならびに蛍光寿命が短くなることから示された。 BSA-Au25NCs / MB複合体(0.3:1)のエネルギー移動効率は，57.2%であった．2) 合金ナノクラスターとキトサンナノゲルとの複合体による凝集誘起型光増感剤による高効率1O2発生：金と銀の合金クラスター (AuAgNCs)とキトサンとの静電的な架橋により生成する「合金クラスター含有キトサンナノゲル：AuAgNCs@nanogel」を創成した。AuAgNCsの蛍光寿命寿命は1.7 マイクロ秒であったのに対し，AuAgNCs@nanogelでは3.4マイクロ秒と2倍以上に増大した。白色光照によるAuAgNCs@nanogelの1O2生成能はAuAgNCsの4倍以上であった。上記の光増感剤についてのa-PDT効果を口内細菌に対して実証することができた。BSA-Au25NCs / MB複合体の添加と光照射はS.mutansに対してバイオフィルム形成を抑制、死菌を増加させた。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] インドネシアイスラム大学(インドネシア)
  • 国名: インドネシア
  • 外国機関名: インドネシアイスラム大学
• [雑誌論文] Bovine serum albumin-capped gold nanoclusters conjugating with methylene blue for efficient 1 O 2 generation via energy transfer (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Masaki、Shitomi Kanako、Miyata Saori、Miyaji Hirofumi、Aota Hiroyuki、Kawasaki Hideya
  • 雑誌名: J. Colloid. Interf. Sci. 巻: 510 ページ: 221～227
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcis.2017.09.011
• [雑誌論文] Ag7(MBISA)6 Nanoclusters Conjugated with Quinacrine for FRET-Enhanced Photodynamic Activity under Visible Light Irradiation (2018)
  • 著者名/発表者名: C. Tominaga, D. Hikosou, I. Osaka, H. Kawasaki
  • 雑誌名: Acta Physico-Chimica Sinica 巻: － ページ: －
• [雑誌論文] Preparation and use of DMF-stabilized iridium nanoclusters as methylation catalysts using methanol as the C1 source (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Oikawa, S. Itoh, H. Yano, H. Kawasaki and Y. Obora
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 53 ページ: 1080～1083
  • DOI: 10.1039/C6CC09279A
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Conductive Copper Films on Flexible Polymer Substrates by Low-Temperature Sintering of Composite Cu Ink in Air (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanzaki Mai、Kawaguchi Yuki、Kawasaki Hideya
  • 雑誌名: ACS Applied Materials & Interfaces 巻: 9 ページ: 20852～20858
  • DOI: 10.1021/acsami.7b04641
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cu-based composite inks of a self-reductive Cu complex with Cu flakes for the production of conductive Cu films on cellulose paper (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi Yuki、Hotta Yusuke、Kawasaki Hideya
  • 雑誌名: Mater. Chem. Phys. 巻: 197 ページ: 87～93
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2017.05.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contribution of Ligand Oxidation Products to High Durability of Copper Films Prepared from Low-Sintering-Temperature Copper Ink on Polymer Substrates? (2017)
  • 著者名/発表者名: Akiyama Yusuke、Sugiyama Tomonori、Kawasaki Hideya
  • 雑誌名: Advanced Engineering Materials 巻: 19 ページ: 1700259～1700259
  • DOI: https://doi.org/10.1002/adem.201700259
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective removal of surface-bound cetyltrimethylammonium ions from thiol-monolayer-protected Au nanorods by treatment with dimethyl sulfoxide/citric acid (2017)
  • 著者名/発表者名: Nishida Keisuke、Kawasaki Hideya
  • 雑誌名: RSC Adv. 巻: 7 ページ: 18041～18045
  • DOI: 10.1039/C7RA02179H
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Dot-based Fluorescent Sensing (2017)
  • 著者名/発表者名: H Kawasaki
  • 雑誌名: Anal. Sci. 巻: 33 ページ: 987～988
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antibacterial and cytotoxic effects of photoexcited Au clusters via blue high-power or white low-power light-emitting diode irradiation (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyata Saori、Miyaji Hirofumi、Kawasaki Hideya、Nishida Erika、Shitomi Kanako、Akasaka Tsukasa、Tanaka Saori、Iizuka Tadashi、Sugaya Tsutomu
  • 雑誌名: Biol. Eng. Med. 巻: 2 ページ: －
  • DOI: 10.15761/BEM.1000126
  • 査読あり
• [学会発表] Au/Ag合金クラスター含有キトサンナノゲルの光触媒特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 彦惣 大輝;川﨑 英也
  • 学会等名: 誌第68回コロイドおよび界面化学討論会
• [学会発表] Agドープによるグルタチオン保護Auクラスターの高効率発光と凝集誘起型の発光特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 彦惣 大輝;川﨑 英也
  • 学会等名: 第77回分析化学討論会
• [学会発表] 金ナノクラスターの合金化による高効率発光と1O2生成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 彦惣 大輝;川﨑 英也
  • 学会等名: ナノ学会第15回大会
• [学会発表] Water-Soluble Gold Nanoclusters for Biomedical Applications: Fluorescence, Photodynamic Therapy, and Biomarker Sensing (2017)
  • 著者名/発表者名: Hideya Kawasaki;Ryuichi Arakawa
  • 学会等名: BIT’s 7th Annual World Congress of Nano Science & Technology-2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 界面化学研究室
  • URL: https://wps.itc.kansai-u.ac.jp/colloid/publications
• [備考] Google Scholar:
  • URL: https://scholar.google.co.jp/citations?user=4hE8PwYAAAAJ&hl=en&oi=ao