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2012 年度 実績報告書

磁性ナノ粒子の発熱機構と培養細胞中の存在形態の評価分析法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23360179
研究機関横浜国立大学

研究代表者

竹村 泰司  横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (30251763)

研究分担者 山田 努  横浜国立大学, 工学研究院, 助手 (70251767)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード磁性ナノ粒子 / がん温熱治療 / 磁気緩和
研究概要

がん温熱治療(ハイパーサーミア)は、患者負担が軽微な治療法である。腫瘍部に集約させた磁性ナノ粒子を外部交流磁界で発熱させる方法が有望であるが、体内に集約可能な低濃度で十分な発熱を得ることができないという課題がある。低磁界強度で高効率に発熱する磁性ナノ粒子の開発が急務である。磁性ナノ粒子の発熱機構を明らかにするために、磁気特性と発熱特性の測定手法を確立することを研究目的とした。また、磁性ナノ粒子を添加した培養細胞の形状像に加え、走査プローブ顕微鏡を用いた高感度磁気像により磁性ナノ粒子の位置を特定する観察評価法を検討した。平成24年度は、(1)発熱起源の同定、及び(2)表面修飾による分散・二次粒径・生体適合性の制御の研究課題を実施した。(1)発熱起源の同定:直流・交流磁気特性から、発熱に寄与する損失を反映したマイナーループ面積を算出した。溶媒や寒天に分散させた微量の磁性ナノ粒子から定量解析に十分な感度・精度を得るための機器の設定を行うことに成功した。これにより磁気緩和損失から磁化が反転するネール緩和と粒子自体が回転するブラウン緩和の寄与を定量的に分離することが可能となった。(2)表面修飾による分散・二次粒径・生体適合性の制御:分散性確保(凝集防止)、生体適合性向上、生体分子の固定化のために通常、磁性ナノ粒子に表面修飾(コーティング)処理を行う。既に実施した研究よりFe3O4磁性ナノ粒子を用いて、磁気特性と発熱特性がコート材料に大きく依存することを見いだしているが、今年度は一次粒径を一定として、二次粒径が異なる磁性ナノ粒子の磁気特性、発熱特性の相関を明らかにした。

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

平成23年度、24年度ともに当初計画とおりに研究遂行しており、また得られた成果は学術的にも意義があり、期待されるレベルにあると判断する。

今後の研究の推進方策

平成23年度に実施した磁性ナノ粒子の磁気力顕微鏡観察に加え、位相差・蛍光顕微鏡を併用することにとり、磁性ナノ粒子への細胞取り込みに関する評価分析手法を新たに確立したことから、平成25年度は当初計画に加え、細胞の観察、評価分析にも注力する。
問題点はない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Self-heating temperature and ac hysteresis of magnetic iron oxide nanoparticles and their dependence on secondary particle size2013

    • 著者名/発表者名
      K. Nakamura, K.Ueda, A. Tomitaka, T.Yamada, Y. Takemura
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: vol. 49, no. 1 ページ: 240-243

    • DOI

      10.1109/TMAG.2012.2226567

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 液中分散された磁性ナノ粒子の高周波励磁における磁気緩和2012

    • 著者名/発表者名
      上田浩司, 冨高あさひ, 山田努, 竹村泰司
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A (基礎・材料・共通部門誌)

      巻: Vol. 132, No. 10 ページ: 813-817

    • DOI

      10.1541/ieejfms.132.813

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heat dissipation and magnetic properties of surface-coated Fe3O4 nanoparticles for biomedical applications2012

    • 著者名/発表者名
      Asahi Tomitaka
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials

      巻: 324 ページ: 3437-3442

    • DOI

      10.1016/j.jmmm.2012.02.060

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic nanoparticle hyperthermia using Pluronic-coated Fe3O4 nanoparticles: an in vitro study2012

    • 著者名/発表者名
      Asahi Tomitaka
    • 雑誌名

      Journal of Nanomaterials

      巻: 2012 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1155/2012/480626

    • 査読あり
  • [学会発表] Influence of surface coating on magnetic and self-heating properties of Fe3O4 nanoparticles and in vitro experiment for hyperthermia

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Takemura
    • 学会等名
      9th International Conference on the Scientific and Clinical Applications of Magnetic Carriers
    • 発表場所
      Minneapolis, USA
  • [学会発表] Self-heating temperature and ac hysteresis of magnetite nanoparticles and their dependence on secondary particle size

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Takemura
    • 学会等名
      9th International Conference on the Scientific and Clinical Applications of Magnetic Carriers
    • 発表場所
      Minneapolis, USA
  • [学会発表] New functionality of magnetic nanoparticles in biomedical applications - from gene delivery to combination therapy with antibody -

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Takemura
    • 学会等名
      The 2nd International Conference of the Asia Union of Magnetics Societies (ICAUMS2012)
    • 発表場所
      Nara
    • 招待講演
  • [学会発表] Combination therapy of antibody and hyperthermia using magnetic nanoparticles

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Takemura
    • 学会等名
      The 3rd Annual World Congress of NanoMedicine-2012
    • 発表場所
      Shenzhen, China
    • 招待講演
  • [学会発表] Heating methods and materials for hyperthermia – from medical equipment to nanotechnology

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Takemura
    • 学会等名
      2012 EMN (Energy Materials and Nanotechnology) Fall Meeting
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-24  

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