クロロフィル含有・アパタイトナノ結晶の創製と抗体固定化による超早期がん診断

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24651133
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 多賀谷 基博 長岡技術科学大学, 工学部, 助教 (20621593)
• 研究分担者: 田中 順三 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 教授 (10343831) ; 本塚 智 岐阜工業高等専門学校, 機械工学科, 助教 (30585089)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 生体親和性材料 / 細胞可視化技術 / アパタイト / メソポーラスシリカ / クロロフィル / フルオレセイン / ナノバイオテクノロジー / 無機／有機ハイブリッド材料

研究概要

増殖・転移の遅い超早期腫瘍を、生体親和性の高いマーカー材料によって細胞レベルで高感度に検出する技術が求められている。本研究では、生体親和性および発光効率の高いナノ粒子を創製し、細胞レベルで腫瘍部位を特定するイメージング材料を研究した。その結果、生体親和性の高い色素分子の末端基を核形成場としてアパタイト (又はチタニア) の無機／有機複合ナノ粒子を新規に創製し、粒子表面へがん細胞に対して特異的に結合・取込まれる分子を化学修飾する技術を確立した。さらに、化学修飾したナノ粒子は、腫瘍部位（サイズ： 2 mm以下）へ生体毒性なく効率的に結合・取込まれた。以上により、非侵襲がん診断材料の基盤を確立した。

研究成果

• [雑誌論文] Control of Adhesion of Human Induced Pluripotent Stem Cells to Plasma-patterned Polydimethylsiloxane Coated with Vitronectin and γ-globulin (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Yamada; K. Hattori; S. Tachikawa; M. Tagaya; T. Sasaki; S. Sugiura; T. Kanamori; K. Ohnuma
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: (in press)
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2014.02.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biohydrogels Interpenetrated with Hydroxyethyl Cellulose and Wooden Pulp for Biocompatible Materials (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Kobayashi; K. L. Tovar-Carrillo; M. Tagaya
  • 雑誌名: Industrial and Engineering Chemistry Research 巻: 53(12) ページ: 4650-4659
  • DOI: 10.1021/ie403257a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bamboo Fibers Elaborating Cellulose Hydrogel Films for Medical Applications (2013)
  • 著者名/発表者名: K. L. Tovar-Carrillo; M. Tagaya; T. Kobayashi
  • 雑誌名: Journal of Materials Science and Chemical Engineering 巻: 1(7) ページ: 1-12
  • DOI: 10.4236/msce.2013.17002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fibroblast Compatibility on Scaffold Hydrogels Prepared from Agave Tequilana Webber Bagasse for Tissue Regeneration (2013)
  • 著者名/発表者名: K. L. Tovar-Carrillo; S. S. Sueyoshi; M. Tagaya; T. Kobayashi
  • 雑誌名: Industrial and Engineering Chemistry Research 巻: 52(33) ページ: 11607-11613
  • DOI: 10.1021/ie401793w
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞機能を活性化するバイオナノ接合界面の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 多賀谷基博
  • 雑誌名: 高分子論文集 巻: 70(8) ページ: 398-418
  • DOI: 10.1295/koron.70.398
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient Methane Conversion to Hydrogen by the Force-Activated Oxides on Iron Particle Surfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: Motozuka; M. Tagaya; T. Ikoma; M. Morinaga; T. Yoshioka; J. Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 巻: 117(31) ページ: 16104-16118
  • DOI: 10.1021/jp405316
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective Functionalization of Disordered Oxide Lattices on Iron Particle Surfaces Using Mechanochemical Reactions (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Motozuka; M. Tagaya; H. Nishiyama; M. Nishikawa; T. Ikoma; T. Yoshioka; S. Samitsu; J. Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 巻: 117(19) ページ: 9908-9919
  • DOI: 10.1021/jp401655m
  • 査読あり
• [雑誌論文] Facile Syntheses of Conjugated Polyaminoanthracenes by Chemical Oxidation Polymerization for Sensitive Fluorometric Detection of Heavy Metal Ions (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Wang; M. Tagaya; S. Zheng; T. Kobayashi
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 42(4) ページ: 427-429
  • DOI: 10.1246/cl.130020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanostructural analysis of self-standing pyrrole/2-formylpyrrole copolymer films (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Tagaya; Y. Hoshina; N. Ogawa; M. Takeguchi; T. Kobayashi
  • 雑誌名: Micron 巻: 46 ページ: 22-26
  • DOI: 10.1016/j.micron.2012.11.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel Metal-like Luster Conductive Film Made of Pyrrole and Furfural in Straightforward Chemical Copolymerization (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Wang; Y. Hoshina; Y. Cao; M. Ta gaya; T. Kobayashi
  • 雑誌名: Industrial and Engineering Chemistry Research 巻: 52(8) ページ: 2762-2771
  • DOI: 10.1021/ie302814a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxide-based Inorganic/Organic and Nanoporous Spherical Particles : Synthesis and Functional Properties (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Shiba; M. Tagaya; R. D. Tilley; N. Hanagata
  • 雑誌名: Science and Technology of Advanced Materials 巻: 14 ページ: 023002(14)
  • DOI: 10.1088/1468-6996/14/2/023002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanochemical Fabrication of Carbon Fiber/Nylon-6 Composites with Interfacial Bondings (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Motozuka; M. Tagaya; Y. Hotta; M. Morinaga; T. Ikoma; T. Honma; T. Daimon; J. Tanaka
  • 雑誌名: Industrial and Engineering Chemistry Research 巻: 52(5) ページ: 2182-2189
  • DOI: 10.1021/ie301333n
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cytotoxicity and Cancer Detection Ability of the Luminescent Nanoporous Silica Spheres Immobilized with Folic Acid Derivative (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Tagaya; N. Hanagata; T. Ikoma; T. Kobayashi; K. Shiba; T. Yoshioka; J. Tanaka
  • 雑誌名: Key Engineering Materials ページ: 529-530,630-635
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.529-530.630
  • 査読あり
• [雑誌論文] Templating Effect of Mesostructured Surfactant?Silica Monolithic Films on the Surface Structural and Mechanical Properties (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Tagaya; N. Hanagata; T. Kobayashi
  • 雑誌名: ACS Applied Materials & Interfaces 巻: 4(11) ページ: 6169-6175
  • DOI: 10.1021/am301789v
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanochemical Preparation of 8-Hydroxyquinoline/Hydroxyapatite Hybrid Nanocrystals and their Photofunctional Interfaces (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Tagaya; S. Motozuka; T. Kobayashi; T. Ikoma; J. Tanaka
  • 雑誌名: Industrial and Engineering Chemistry Research 巻: 51(34) ページ: 11294-11300
  • DOI: 10.1021/ie301755z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient Incorporation of Monomeric Anthracene into Nanoporous Silica/Surfactant Nanocomposite Spheres Using Mechanochemical Solid State Reaction (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Tagaya; S. Motozuka; T. Kobayashi; T. Ikoma; J. Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry 巻: 22(36) ページ: 18741-18743
  • DOI: 10.1039/C2JM34155G
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Deposition of Cobalt on Mesoporous Silica Films (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Tagaya; M. Okuda; S. W. Jones; T. Kobayashi
  • 雑誌名: Transactions on GIGAKU 巻: 1,01012 ページ: 1-6
• [雑誌論文] In Vitro Targeting of Cancer Cells with Luminescent Nanoporous Silica Spheres (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Tagaya; J. Tanaka; N. Hanagata; T. Ikoma; T. Takemura; K. Shiba; T. Kobayashi
  • 雑誌名: Transactions on GIGAKU 巻: 1,01014 ページ: 1-8
• [雑誌論文] Analytical Investigation of Protein-mediation between Biomaterials and Cells (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Tagaya; T. Ikoma; N. Hanagata; J. Tanaka
  • 雑誌名: Materials Express 巻: 2 ページ: 1-22
  • DOI: 10.1166/mex.2012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Cytocompatible Titania/Fluorescein Hybrid Nanoparticles and their Surface Effects
  • 著者名/発表者名: K. Shiba; M. Tagaya; N. Hanagata
  • 雑誌名: ACS Applied Materials & Interfaces 巻: (in press)
  • DOI: 10.1021/am500636d
  • 査読あり
• [学会発表] 細胞機能制御のためのナノ粒子合成と界面設計 (2014)
  • 著者名/発表者名: 多賀谷基博
  • 学会等名: 分子・物質合成プラットフォーム平成25年度シンポジウム
  • 発表場所: 茨城県つくば国際会議場
  • 年月日: 2014-03-11
• [学会発表] 光機能性シリカナノ構造粒子の創製と細胞可視化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 多賀谷基博
  • 学会等名: 分子・物質合成プラットフォーム平成25年度シンポジウム
  • 発表場所: 茨城県つくば国際会議場
  • 年月日: 2014-03-11
• [学会発表] Conjugated Polyaminoanthracenes Prepared by Chemical Oxidation Polymerization (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Wang, M. Tagaya, S. Zheng, T. Kobayashi
  • 学会等名: 2st International GIGAKU Conference in Nagaoka
  • 発表場所: Niigata, Japan
  • 年月日: 20130622-23
• [学会発表] Preparation of Cytocompatible Chitosan/Silica Composite Monoliths (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Tagaya, T. Ikarashi, T. Kobayashi
  • 学会等名: 2st International GIGAKU Conference in Nagaoka
  • 発表場所: Niigata, Japan
  • 年月日: 20130622-23
• [学会発表] Effective Segregation of Chitosan on Nanostructured Silica-Surfactant Composite Monoliths for Osteoblast Adhesion (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Tagaya, T. Kobayashi, T. Ikoma, T. Yoshioka, Z. Xu, S. Motozuka, J. Tanaka
  • 学会等名: 7th International Conference on Science and Technology for Advanced Ceramics
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20130619-21
• [学会発表] In Vitro Cytotoxicity of the Luminescent Nanoporous Silica Spheres for Cancer Imaging (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Tagaya, T. Ikoma, T. Yoshioka, Z. Xu, S. Motozuka, J. Tanaka
  • 学会等名: 7th International Conference on Science and Technology for Advanced Ceramics
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20130619-21
• [学会発表] Mechanochemical Preparation of Photofunctional 8-Hydroxyquinoline/Hydroxyapatite Hybrid Nanocrystals (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Motozuka, M. Tagaya, T. Ikoma, T. Yoshioka, Z. Xu, J. Tanaka
  • 学会等名: 7th International Conference on Science and Technology for Advanced Ceramics
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20130619-21
• [学会発表] 生体組織へ積極的に働きかけるナノ材料創製とバイオナノ接合界面設計 (2013)
  • 著者名/発表者名: 多賀谷基博
  • 学会等名: 2013高分子・ハイブリッド材料研究センター若手フォーラム
  • 発表場所: 宮城県東北大学
  • 年月日: 2013-12-20
• [学会発表] メカノケミカル固相反応による水酸アパタイト/ヒドロキシキノリンの複合系界面の創出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 本塚智、許哲峰、多賀谷基博
  • 学会等名: 第32回固体・表面光化学討論会
  • 発表場所: 早稲田大学国際会議場
  • 年月日: 2013-12-11
• [学会発表] 細胞培養基材を目指した界面活性剤分子集合体を鋳型としたメソポーラスシリカ膜の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐侑、多賀谷基博、小林高臣
  • 学会等名: 平成25年度日本化学会関東支部新潟地域研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
  • 年月日: 2013-11-16
• [学会発表] 高次構造制御された無機/有機ナノ複合体の創製と光機能化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 多賀谷基博
  • 学会等名: 第26回DV-Xα研究会
  • 発表場所: 龍谷大学
  • 年月日: 2013-08-07
• [学会発表] 機能性無機-有機・高分子複合材料の界面設計と作製技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 多賀谷基博
  • 学会等名: 長岡技術科学大学新技術説明会
  • 発表場所: 東京都JST東京本部別館ホール
  • 年月日: 2013-05-28
• [学会発表] 生体親和性の異なる表面を有するマイクロパターン構造の創出と細胞反応の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 多賀谷基博、津谷大樹、山崎智彦、生駒俊之、田中順三
  • 学会等名: 第60回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] 葉酸を修飾した蛍光多孔質シリカナノ粒子の細胞毒性とがん細胞可視化特性の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 多賀谷基博、竹村太郎、花方信孝、生駒俊之、吉岡朋彦、許哲峰、本塚智、田中順三
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2013年年会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2013-03-17
• [学会発表] 葉酸を修飾したEu(III)含有水酸アパタイトナノ結晶の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹田龍平、多賀谷基博、吉岡朋彦、生駒俊之、田中順三
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2013年年会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2013-03-17
• [学会発表] Cytotoxicity and Cancer Detection Ability of the Luminescent Nanoporous Silica Spheres Immobilized with Folic Acid Derivative (2012)
  • 著者名/発表者名: Tagaya, M.; Hanagata, N.; Ikoma, T.; Kobayashi, T.; Shiba, K.; Yoshioka, T.; Tanaka, J.
  • 学会等名: Bioceramics24
  • 発表場所: Hakata, Japan
  • 年月日: 20121000
• [学会発表] Investigation of Multilayered Protein Adsorption on Carbonate Apatite with a QCM Technique (2012)
  • 著者名/発表者名: Y oshioka, T.; Yonekura, H.; Ikoma, T.; Tagaya, M.; Tanaka, J.
  • 学会等名: Bioceramics24
  • 発表場所: Hakata, Japan
  • 年月日: 20121000
• [学会発表] Synthesis of Luminescent Nanoporous Silica Spheres for Targeting Cancer Cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Tagaya, M.; Ikoma, T.; Yoshioka, T.; Xu, Z.; Motozuka, S.; Tanaka, J.
  • 学会等名: 6th International Conference on Science and Technology for Advanced Ceramics
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20120600
• [学会発表] Preparation of Aminopropylsilane-immobilized Luminescent Hydroxyapatite Nanocrystals (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeda, R.; Tagaya, M.; Ikoma, T.; Yoshioka, T.; Tanaka, J.
  • 学会等名: 6th International Conference on Science and Technology for Advanced Ceramics
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20120600
• [学会発表] ナノ粒子診断材料の創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 多賀谷基博
  • 学会等名: 第8回中部都市エリア産複合材料料創出官学連携シンポジウム
  • 発表場所: 岐阜県グランパレホテル
  • 年月日: 20120200
• [学会発表] エポキシ樹脂/アパタイトから成るマイクロ構造体の作製と細胞反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 多賀谷基博
  • 学会等名: 平成24年度北陸地区高分子若手研究会
  • 発表場所: 福井県すかっとランド九頭竜
  • 年月日: 2012-11-16
• [学会発表] メカノケミカル反応による鉄粒子表面への歪んだ酸化物ナノ層の形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 本塚智、福井和樹、多賀谷基博、生駒俊之、吉岡朋彦、許哲峰、田中順三
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第25回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 蛍光多孔質ナノ粒子の創製と葉酸分子固定化によるがん細胞イメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 多賀谷基博、生駒俊之、花方信孝、吉岡朋彦、許哲峰、本塚智、南不二雄、田中順三
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第25回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] 界面光機能型ヒドロキシキノリン/アパタイト複合ナノ結晶のメカノケミカル創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 本塚智、多賀谷基博、生駒俊之、吉岡朋彦、森永正彦、田中順三
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第25回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] キノリンとアパタイトのハイブリッドナノ結晶の固相反応創出と界面光機能の発現 (2012)
  • 著者名/発表者名: 本塚智、多賀谷基博、生駒俊之、吉岡朋彦、許哲峰、田中順三
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学城北地区
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] 発光多孔質シリカナノ粒子の創製と葉酸固定化によるガン細胞の可視化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 多賀谷基博
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学城北地区
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] キノリン/アパタイト複合ナノ結晶のメカノケミカル創製と界面光機能の創出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 本塚智、多賀谷基博、生駒俊之、吉岡朋彦、許哲峰、田中順三
  • 学会等名: 2012年光化学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] 蛍光多孔質シリカナノ粒子の葉酸分子修飾と細胞可視化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 多賀谷基博,生駒俊之,吉岡朋彦,許哲峰,本塚智,田中順三
  • 学会等名: 第25回DV-Xα研究会
  • 発表場所: 福岡大学七隈キャンパス
  • 年月日: 2012-08-08
• [学会発表] ヒドロキシキノリン/アパタイト複合ナノ結晶の光機能界面のメカノケミカル創出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 本塚智,多賀谷基博,生駒俊之,吉岡朋彦,森永正彦,田中順三
  • 学会等名: 第25回DV-Xα研究会
  • 発表場所: 福岡大学七隈キャンパス
  • 年月日: 2012-08-07
• [学会発表] 高機能バイオナノ接合界面を実現する生体材料の創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 多賀谷基博
  • 学会等名: 群馬高専―長岡技科大物質・材料系ジョイントシンポジウム
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
  • 年月日: 2012-03-12
• [図書] Handbook of Advanced Ceramics : Materials, Applications, Processing and Properties, Second Edition, London, UK (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Tagaya; T. Ikoma; C. J. Scott; J. Tanaka
  • 総ページ数: 557-576
  • 出版者: Academic press Inc
• [図書] MATERIAL STAGE (2013)
  • 著者名/発表者名: 賀谷基博
  • 総ページ数: 58-61
  • 出版者: 株式会社技術情報協会
• [図書] マテリアルインテグレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 多賀谷基博、本塚智、堀田裕司、許哲峰、田中順三
  • 総ページ数: 16-22
  • 出版者: ㈱ティー・アイ・シィー