アップコンバージョンナノ粒子を基盤とした光線力学療法用製剤の開発

基于上转换纳米颗粒的光动力治疗制剂的开发

• 批准号: 21K07207
• 负责人: 毛利 浩太
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K07207/
• 关键词: アップコンバージョン効果; 無機ナノ粒子; 光線力学療法; DDS; アップコンバージョン

本研究では、長波長の光を短波長の光へ変換するアップコンバージョン効果を発揮するナノ粒子（UCNP）を合成し、その生体応用や医療応用を目指す。昨年度は、solvothermal法を用いることで、アップコンバージョン効率の高いコア-シェル構造を有するUCNPの合成に成功した。今年度は合成したUCNPの物理化学的評価を実施した。コアUCNP及びコア-シェルUCNPを動的光散乱法を用いて評価したところ、それぞれ15 nm及び30 nm程度の粒子であることが確認できた。透過型電子顕微鏡法を用いた観察では、均一性の高い粒子像を得ることにも成功した。さらに、X線結晶構造解析法の結果、コアUCNP及びコア-シェルUCNPはアップコンバージョン効率の高い六方晶の結晶構造を有していたことも明らかにした。これらの結果から、合成したコア-シェルUCNPがアップコンバージョン効率の高い均一なナノ粒子であることを見出した。しかしながら、合成したUCNPはオレイン酸で被覆されており、生体応用には製剤的な工夫が必要である。そこで本研究では、リン脂質を用いたコーティング法により、UCNP表面への水溶性の付与を試みた。リン脂質にDOPC（1,2-Dioleoyl-sn-glycerol-3-phosphocholine）を選択してコーティングを施したところ、UCNPを水中に分散させることに成功した。さらに、この粒子特性を動的光散乱法を用いて評価したところ、120 nm程度の均一性の高い粒子であり、表面電荷は15 mV程度の正電荷を帯びていた。今後はUCNP表面のコーティング法を活用することで生体応用の可能性を検証していく予定である。

在这项研究中，我们的目标是合成具有上转换效应的纳米颗粒（UCNP），将长波长光转换为短波长光，并致力于其生物和医学应用。去年，我们利用溶剂热法成功合成了具有高上转换效率的核壳结构的UCNPs。今年，我们对合成的 UCNP 进行了理化评价。当使用动态光散射评价核UCNP和核-壳UCNP时，确认它们分别是约15nm和30nm的颗粒。在使用透射电子显微镜观察时，我们成功地获得了高度均匀的颗粒图像。此外，X射线晶体结构分析的结果表明，核UCNP和核壳UCNP具有具有高上转换效率的六方晶体结构。从这些结果中，我们发现合成的核壳UCNPs是具有高上转换效率的均匀纳米粒子。然而，合成的 UCNP 包覆有油酸，其生物学应用需要巧妙的配方。因此，在本研究中，我们尝试通过使用磷脂的涂层方法赋予UCNP表面水溶性。通过用 DOPC（1,2-二油酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱）涂覆磷脂，他们成功地将 UCNP 分散在水中。此外，当使用动态光散射评估这些颗粒的特性时，发现它们是高度均匀的颗粒，直径约为120 nm，正表面电荷约为15 mV。未来，我们计划利用UCNP表面的涂层方法来验证其生物学应用的可能性。

项目成果

アップコンバージョンナノ粒子の表面修飾技術と体内動態特性評価

上转换纳米粒子的表面修饰技术及药代动力学表征

• 发表时间: 2022
• 作者: Abraham Akonnor;牧瀬正樹;國安明彦;毛利浩太，造田真希，向井英史
• 通讯作者: 毛利浩太，造田真希，向井英史