研究課題
分子オーダの情報が得られる原子間力顕微鏡に、共焦点レーザー顕微鏡を組み合わせた複合ナノ計測システムを作成し、かつコロイドプローブに工夫を加えることにより、下記(1)〜(4)に関する迅速かつ定量的な情報の提供が可能な装置の開発を行った。すなわち、(1)材料表面と生体細胞との親和性、(2)細胞内に取り込まれるナノ粒子のサイズ・表面物性および取り込み部位、(3)細胞内へのナノ粒子の取込・排出過程、(4)上記(3)における標的細胞とその周囲の細胞集団の動態、である。開発される複合ナノ計測システムを駆使して、合理的なDDS用粒子設計のための定量的で基礎データとメカニズムの理解を得ることが、主目的である。本年度は、生細胞に対する(蛍光標識された)ナノ粒子の取り込み挙動および細胞毒性を定量的に評価した。前者は共焦点レーザー顕微鏡および走査型電子顕微鏡を、後者はトリパンブルー染色法を用いてそれぞれ行った。その結果、ナノ粒子の表面官能基の種類によって、取り込み部位は大きく異なり(細胞膜表面or細胞質)、その結果として生じる細胞毒性も大きく異なることがわかった。また、取り込み部位と細胞毒性は、細胞の培養環境(温度、血清添加の有無)にも大きく左右されることもわかった。今後は、細胞膜表面に存在する受容体などの膜タンパク質に注目して実験を行い、メカニズムの詳細を明らかにする必要があると思われる。また、前年度までに行った生細胞に対するμmサイズ粒子の接着力が、ナノ粒子の取り込み挙動とどのように関連するのかについて、これまで得られたデータをもとにして総合的に検討した。その結果、接着力と取り込み量に明確な相関がなかったため、取り込み現象を説明するためには接着力だけでは不十分であることがわかった。
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