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2022 年度 実績報告書

多機能型複合体マイクロ@ナノ磁性微粒子の研究開発と次世代癌磁気温熱療法への応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K20210
研究機関東北大学

研究代表者

TON・THAT LOI  東北大学, 工学研究科, 助教 (90844499)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードFe3O4@Auナノ粒子 / 磁気ハイパーサーミア / 強磁性共鳴 / ナノセラノスティクス / Neel-Brownian緩和 / サイズ制御 / CT造影剤
研究実績の概要

本年度は、がん診断・治療技術を可能とするナノセラノスティクス剤(Fe3O4@Auナノ粒子)を新たに研究開発した。発熱特性をより高める目的で、異なるサイズのFe3O4ナノ粒子の酸化鉄/金複合ナノ粒子を合成した。Fe3O4粒子は、熱分解法により合成し、粒径が約5nm、10nm、および13nmの3種類を作製した。それを190℃に維持し、酢酸金を還元することにより、Fe3O4粒子の表面に金を堆積させることに成功した。Fe3O4粒子サイズが大きくなるにつれ、磁化の大きさや加熱効率(SAR)が増加することも検証できた。Fe3O4の粒径が約13nmで74.7emu/gの磁化の大きさであり、5nm(52.4emu/g)の物に比較し約1.4倍になった。また、267kHz、25.7kA/mの励磁の下で発熱効率を調べると、最大136.7W/g(Fe3O4)および23.4W/g(Fe3O4@Au)と高い値が得られた。これは、粒径5nmに比べ2倍以上高い値となり、粒径が大きいほどSARが高いことが検証できた。また、CT造影剤として高いコントラスト(CT値851HU)を示した。これらの成果により、磁気ハイパーサーミアへの応用において、より優れた特性のナノセラノスティクス剤を得ることができた。
当初の計画とは別に、強磁性共鳴(FMR)効果に基づいたFe3O4@Auナノ粒子の超高速温度上昇率も実験的に求めた。Fe3O4@Au粒子とそれらのコーティング前のFe3O4粒子の共振周波数は数GHzであり、Kittelの式で良好なフィッティングできた。初期温度上昇率は、FMR条件の対応するDC磁場で最大値に達した(4GHz、4OeのRF磁場ではDC磁場1200Oe、Fe3O4@Au、Fe3O4粒子では1.3、3.9K/s)。これは、従来の磁気ハイパーサーミアのNeel-Brownian緩和の値よりも2桁高かった。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Development of gold-coated magnetic nanoparticles as a theranostic agent for magnetic hyperthermia and CT imaging applications2023

    • 著者名/発表者名
      Tonthat Loi、Kimura Mone、Ogawa Tomoyuki、Kitamura Narufumi、Kobayashi Yoshio、Gonda Kohsuke、Yabukami Shin
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 13 ページ: 025239~025239

    • DOI

      10.1063/9.0000592

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A simple antigen-antibody reaction using ultrasmall FeCo nanoparticles2023

    • 著者名/発表者名
      Tonthat Loi、Murayama Toru、Kobayashi Nobukiyo、Yabukami Shin、Ikeda-Ohtsubo Wakako、Arai Ken Ichi
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 13 ページ: 025009~025009

    • DOI

      10.1063/9.0000569

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Method for measuring magnetic susceptibility of magnetic nanoparticles up to millimeter-wave frequency range2023

    • 著者名/発表者名
      Pu Youcheng、Tonthat Loi、Murayama Toru、Okita Kazuhiko、Yabukami Shin
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 13 ページ: 025129~025129

    • DOI

      10.1063/9.0000589

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Method for Rapid Detection of Bacteria Using Magnetic Nanoparticle Aggregates2023

    • 著者名/発表者名
      Pu Y.、Zhao H.、Murayama T.、Tonthat L.、Okita K.、Watanabe Y.、Yabukami S.
    • 雑誌名

      Journal of the Magnetics Society of Japan

      巻: 47 ページ: 66~69

    • DOI

      10.3379/msjmag.2305R003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 研究グループ 紹介:東北大学 大学院医工学研究科・工学研究科 薮上・桑波田研究室2023

    • 著者名/発表者名
      Loi Ton That、桑波田 晃弘、薮上 信
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials

      巻: 143 ページ: NL4_4~NL4_4

    • DOI

      10.1541/ieejfms.143.NL4_4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of near-infrared photoelectric conversion efficiency of solution-coated (C<sub>8</sub>BTBT)(F<sub>4</sub>TCNQ) films by adding Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub> nanoparticles2023

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama Naomi、Shibata Yosei、Tonthat Loi、Matsuura Yuji
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics (early access)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.35848/1347-4065/acceec

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resonance frequency above 20 GHz in superparamagnetic NiZn-ferrite2022

    • 著者名/発表者名
      Arackal Sarath、Nozawa Kouhei、Kahmei Ralandinliu、Loi Ton That、Yabukami Shin、Shivashankar S. A.、Yamaguchi Masahiro、Bhat Navakanta、Sai Ranajit
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 121 ページ: 062402~062402

    • DOI

      10.1063/5.0102965

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Development of gold-coated magnetic nanoparticles as a theranostic agent for magnetic hyperthermia and micro-CT imaging applications2022

    • 著者名/発表者名
      Loi Tonthat, Mone Kimura, Tomoyuki Ogawa, Narufumi Kitamura, Yoshio Kobayashi, Kohsuke Gonda, Shin Yabukami
    • 学会等名
      67th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (MMM 2022) Minnesota, America
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and antigen-antibody reaction of ultrasmall FeCo nanoparticles2022

    • 著者名/発表者名
      Loi Tonthat, Toru Murayama, Nobukiyo Kobayashi, Shin Yabukami, Wakako Ikeda-Ohtsubo, Ken Ichi Arai
    • 学会等名
      67th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (MMM 2022) Minnesota, America
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of magnetic nanoparticles for biomedical applications2022

    • 著者名/発表者名
      Tonthat Loi, Tomoyuki Ogawa, Shin Yabukami
    • 学会等名
      令和 4 年電気学会 基礎・材料・共通部門大会
  • [学会発表] Development of gold-coated magnetic nanoparticles for magnetic hyperthermia and micro-CT imaging applications2022

    • 著者名/発表者名
      Loi Tonthat, 小川智之, 北村成史, 小林芳男, 権田幸祐, 薮上 信
    • 学会等名
      46回日本磁気学会学術講演会 (Shinshu University, Nagano)
  • [学会発表] A simple antigen-antibody reaction using ultrasmall FeCo nanoparticles2022

    • 著者名/発表者名
      L. Tonthat, 村山 徹, 小林伸聖, 薮上 信, 大坪和香子, 荒井賢一
    • 学会等名
      46回日本磁気学会学術講演会 (Shinshu University, Nagano)
  • [学会発表] Magnetic Hyperthermia Application for Cancer Treatment2022

    • 著者名/発表者名
      Loi Tonthat
    • 学会等名
      2nd Global Summit and Expo on Magnetism and Magnetic Materials (GSEMMM2022, Copenhagen, Denmark)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of Magnetic Hyperthermia System for Cancer Therapy using Functionalized Magnetic Micro/Nano Particles2022

    • 著者名/発表者名
      Loi Tonthat
    • 学会等名
      Symposium on World Cancer Research 2022 (SWCR 2022, Singapore)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of temperature and position detection techniques for magnetic particles for magnetic hyperthermia2022

    • 著者名/発表者名
      Loi Tonthat
    • 学会等名
      International Meet on Magnetism and Magnetic Materials (MAGNETISMMEET2022, Tokyo, Japan)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/19880110

  • [備考] Scholar

    • URL

      https://scholar.google.com/citations?user=EoAcQscAAAAJ&hl=ja

  • [産業財産権] 磁気加熱システム及び磁気加熱制御方法2023

    • 発明者名
      薮上信、小玉哲也、桑波田晃弘、トンタットロイ、他
    • 権利者名
      薮上信、小玉哲也、桑波田晃弘、トンタットロイ、他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      P20220028

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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