| 研究課題/領域番号 |
16K08189
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
佐藤 勝彦 東北大学, 薬学研究科, 助教 (80400266)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | インスリン / フェニルボロン酸 / ナノ薄膜 |
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| 研究実績の概要 |
フェニルボロン酸（PBA）が過酸化水素によって分解する反応と酵素反応を組み合わせることで、糖尿病患者の血糖値に応答して速やかにインスリンを放出するナノ薄膜を調製することを目的に研究を行った。また、この薄膜で微粒子を被覆もしくはナノカプセルを作製し、血糖値の上昇に応じて自発的にインスリンを放出する人工膵臓用材料へと発展させる。つまり、薄膜材料やカプセルの構造、インスリンと酵素の固定化方法などの最適化を行い、医療用デバイスと組み合わせることでインスリン療法に有用なドラックデリバリーシステムを実現する。
１）PBA誘導体と過酸化水素の反応の解析:先行研究においてPBAと1,3-ジオールのエステル結合を製膜の駆動力としたノ薄膜を作製したが、応答速度や安定性が不十分であった。そこで、種々のPBA誘導体およびジオール化合物を用いて検討を行った結果、置換基効果および用いるジオール構造の差異により安定性や過酸化水素応答速度に差異が生じることを明らかにした。
２）ナノ薄膜材料、酵素およびインスリン固定化法の検討:先行研究で用いたPBA-PAHとPVAでは微粒子上にナノ薄膜を被覆することができなかったが、材料を工夫することで改善することができた。また、交互累積膜（LBL）法によりインスリンを効果的にナノ薄膜固定化する方法を検討した。インスリンはタンパク質であるため静電気相互作用を利用することでナノ薄膜へ固定した。水晶振動子ミクロバランス法、原子間力顕微鏡、紫外可視分光法、蛍光分析によりインスリンの放出特性の評価を行った。
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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
フェニルボロン酸およびシキミ酸を20%程度修飾したポリアリルアミンを用いることで微粒子上へのナノ薄膜の被覆に成功した。これらの材料で調製したナノ薄膜も過酸化水素に対して速やかに応答した。また、この薄膜にインスリンが静電的相互作用により吸着すること、インスリンが過酸化水素によって放出することを確認した。
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| 今後の研究の推進方策 |
微粒子上へのナノ薄膜の調製およびインスリンの吸着が達成できたので、酵素反応を組み合わせることを検討する。酵素固定化の最適な方法を明らかにしインスリンの放出、さらにカプセル化を目指す。糖尿病患者の血糖値に応答して速やかにインスリンを放出するナノ薄膜を調製する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
交付決定後の予算の減額により予定した機器の購入ができなかったため、共同研究者の施設で測定を行ったため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
引き続き共同研究先で測定を行うため物品費の一部を旅費にあてる。
国内で発表予定の研究成果について、国際学会において発表する。
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