イオン注入法によるマルチモーダルダイヤモンド造影剤の開発

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21700465
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 森田 将史 大阪大学, 免疫学フロンティア研究センター, 特任助教 (30381594)
• キーワード: ナノダイヤモンド / MRI / イオン注入 / 金ナノ粒子

研究概要

本研究では、ナノダイヤモンド(ND)の物理的安定性や欠陥を利用した、生体環境下で安定な磁場・光応答性マルチモーダル造影剤の開発を行うことを目標としている。昨年度は、Mnイオン注入NDを長期安定化プローブとして利用できるようにするための合成技術基盤、とくにNDへの効率的なイオン注入技術の開発を主に行った。その結果、1回のMn+イオン注入のみで、磁場・光応答性マルチモーダル分子プローブ(Mn・ND)が合成できることを報告した。今年度は、この磁場・光応答性マルチモーダルMn-NDの生体環境下での安定性維持のための技術開発に取り組んだ。この目標に向けて、Mn-ND表面に金ナノ粒子を付加する方法を開発した。この金ナノ粒子にポリエチレングリコール(PEG)を付加したところ(PEG-Au-Mn-ND)、リン酸緩衝液中での分散性が1週間以上にわたって維持できることが分かった。このPEG-Au-Mn-NDをマウスに投与し、MRI撮像を行ったところ、血管滞留性が高く、T1強調画像による血管造影が可能であることが分かった。この造影剤投与によるマウスへの毒性は見られなかった。
ここに、気相中でのイオン注入技術と、溶液中でのAuナノ粒子付加技術を通して、簡便なマルチモーダルダイヤモンド造影剤の開発に成功した。さらに金ナノ粒子を介した簡便なPEG付加が可能になるため、今後は、PEGの大きさや末端の官能基を変えることで、分子・細胞イメージング造影剤としても機能させることが可能になると期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Simple PEG conjugation of SPIO via an Au-S bond improves its tumor targeting potency as a novel MR tumor imaging agent (2010)
  • 著者名/発表者名: Kojima H, Mukai Y, Yoshikawa M, Kamei K, Yoshikawa T, Morita M, Inubushi T, Yamamoto TA, Yoshioka Y, Okada N, Seino S, Nakagawa S.
  • 雑誌名: Bioconjug Chem. 巻: 21 ページ: 1026-1031
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Fluorescent Diamond Nanoparticles Stably Dispersed under a Physiological Environment through Multistep Organic Transformations. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takimoto T, Chano T, Shimizu S, Okabe H, Ito M, Morita M, Kimura T, Inbushi T, Komatsu N.
  • 雑誌名: Chemistry of Materials 巻: 22 ページ: 3462-3471
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation for Highly Sensitive MRI Contrast Agents Using Core/Shell Type Nanoparticles Consisting of Multiple SPIO Cores with Thin Silica Coating (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka K, Narita A, Kitamura N, Uchiyama W, Morita M, Inubushi T, Chujo Y
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 26 ページ: 11759-11762
  • 査読あり
• [学会発表] Mn doped magnetic nanodiamond for MRI imaging probes (2010)
  • 著者名/発表者名: Morita M
  • 学会等名: Daimond2010 international conference
  • 発表場所: Budapest, Hungary
  • 年月日: 2010-09-08