Development of gold nanoparticles-based photosensitizer nanomachine capable of ON-OFF switching for reactive oxygen generation

开发基于金纳米粒子的光敏剂纳米机器，能够进行活性氧产生的开关切换

基本信息

批准号：
21K04674
负责人：
新森英之
金额：
$ 2.58万
依托单位：
University of Yamanashi
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では、外部環境の変化によって活性酸素、特に一重項酸素の発生能のON-OFFスイッチングが可能な金ナノ粒子系光増感性ナノマシンを開発する事が目的である。令和４年度に実施した研究実績の概要は以下の通りである。＜リガンド交換反応によるポルフィリン修飾金ナノ粒子の一重項酸素発生能の制御＞　前年度に合成が完了したAu-S結合によりポルフィリンを修飾した金ナノ粒子を用いて一重項酸素の発生効率を化学クエンチャーにより解析した所８％と抑制された。ここに金親和性の硫黄化合物である1-ドデカンチオールを添加すると、粒子界面上でのリガンド交換反応によってポルフィリン部位が脱離し、一重項酸素発生効率約４０％という顕著な増大が見られた。また様々な硫黄化合物を用いてリガンド交換反応を行った結果、明らかな一重項酸素の発生が確認された。これらの中でという会合性置換基を有する硫黄化合物を用いた場合は、リガンド交換反応後の金ナノ粒子の凝集を誘発し、一重項酸素発生効率の更なる増加現象（約６０％）を示した。＜光増感部の機械的運動が可能な擬ロタキサンの合成＞　本研究課題の最終目標は、一重項酸素発生能の可逆的コントロールである。しかしながら上記の共有結合型ポルフィリン修飾金ナノ粒子は光増感性ポルフィリンの金ナノ粒子界面からの解離現象によって一重項酸素発生能を発現している為に不可逆となる。そこで、可逆的な機械的往復運動が可能なロタキサンを界面修飾した金ナノ粒子を創製する事を目指し、ここでは大環状可動部にポルフィリンを有する擬ロタキサンを合成した。まずはベンゾ24-クラウン-8にポルフィリンを修飾した大環状化合物をLindsey法により調製した。別途、片端に3,5-ジt-ブチルベンジルアミノ基をストッパーとして有する軸成分分子を準備し、先の大環状化合物と混合する事で自己組織化的に擬ロタキサンを合成した。

该研究项目的目的是开发一种基于金纳米粒子的光敏纳米机器，其产生活性氧特别是单线态氧的能力可以根据外部环境的变化而开启和关闭。 2020财年进行的研究结果总结如下。 <通过配体交换反应控制卟啉修饰金纳米粒子的单线态氧生成能力> 使用前一年完成的通过Au-S键修饰的卟啉金纳米粒子的单线态氧生成效率的化学淬灭，使用炭进行分析。，被抑制到8%。当添加对金有亲和力的硫化合物1-十二烷硫醇时，通过颗粒界面上的配体交换反应消除卟啉部分，导致单线态氧生成效率显着提高约40%。另外，使用各种硫化合物进行配体交换反应，结果确认了单线态氧的明确生成。其中，当使用具有缔合取代基的硫化合物时，其在配体交换反应后诱导金纳米颗粒聚集，并显示出单线态氧生成效率的进一步提高（约60%）。 <通过光敏部分的机械运动合成拟轮烷> 本研究项目的最终目标是单线态氧生成能力的可逆控制。然而，由于上述共价结合的卟啉修饰的金纳米颗粒由于光敏卟啉从金纳米颗粒界面解离现象而表现出产生单线态氧的能力，因此这变得不可逆。因此，为了制造能够进行可逆机械往复运动的表面修饰轮烷金纳米颗粒，我们合成了在大环可动部分含有卟啉的拟轮烷。首先，采用Lindsey法制备苯并24-冠-8被卟啉修饰的大环化合物。另外，制备一端具有3，5-二叔丁基苄氨基作为终止基的轴成分分子，并与上述大环化合物混合，通过自组装合成拟轮烷。

项目成果

期刊论文数量（17）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

金ナノ粒子を利用したポルフィリンの活性酸素発生能のコントロール

使用金纳米颗粒控制卟啉活性和产氧能力

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
新森英之;篠原英
通讯作者：
篠原英

金属ナノ粒子の合成・設計・制御と応用技術（第5章金属ナノ粒子の各種応用事例, 第6節生体関連化学における金ナノ粒子の超構造化や光化学的機能性）

金属纳米粒子的合成、设计、控制及应用技术（第五章金属纳米粒子的各种应用实例，第六节金纳米粒子在生物相关化学中的超结构和光化学功能）

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
齊藤光平，酒井哲也，Kurniawan Winarto;久保内昌敏;新森英之
通讯作者：
新森英之

シリカコート金ナノロッドの酵素との相互作用及びその阻害活性

二氧化硅包覆的金纳米棒与酶的相互作用及其抑制活性

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
白倉美雨;新森英之
通讯作者：
新森英之

抗癌活性や選択的タンパク質阻害活性を有する新規ハイブリッドナノ材料の開発

开发具有抗癌活性和选择性蛋白质抑制活性的新型杂化纳米材料

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
齊藤光平;酒井哲也;三友信夫;Winarto K.;久保内昌敏;新森英之
通讯作者：
新森英之

金属ナノ粒子・微粒子の合成技術と応用（第6章金属ナノ粒子各分野への応用動向, 第2節医療材料[5]）

金属纳米颗粒及细颗粒的合成技术及应用（第六章金属纳米颗粒在各领域的应用趋势，第二节医用材料[5]）

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kato Takuma;Tatematsu Ryo;Nakao Kenichi;Inomata Tomohiko;Ozawa Tomohiro;Masuda Hideki;星芳直;新森英之
通讯作者：
新森英之

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新森英之其他文献

光線力学的療法に向けたポルフィリン修飾金ナノ粒子型光増感物質の機能制御

卟啉修饰金纳米粒子光敏剂用于光动力治疗的功能控制

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
新森英之;篠原英
通讯作者：
篠原英

機能性色素としてのフタロシアニン

酞菁作为功能性颜料

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
影响因子：
0
作者：
M.Toi;A.Maekawa;T.Yamamoto;B.Tomiyasu;T.Sakamoto;M.Owari;M.Nojima;Y.Nihei;Masato Ito;T.Uchimura et al.;T.Uchimura et al.;T.Uchimura;T.Uchimura et al.;T.Uchimura et al.;T.Uchimura et al.;H.Otsuka et al.;Yoji Oderaotoshi;Yoji Oderaotoshi;Satoshi Minakata;大平落洋二;Shun-Ichi Murahashi et al.;Shun-Ichi Murahashi et al.;Shun-Ichi Murahashi et al.;Shun-Ichi Murahashi et al.;直田健他;直田健他;Shun-Ichi Murahashi et al.;Shun-Ichi Murahashi et al.;竹内俊文;新森英之;竹内俊文;新森英之;廣橋亮
通讯作者：
廣橋亮