リン酸カルシウム系ナノ粒子の合成と機能発現

磷酸钙纳米颗粒的合成及功能表达

基本信息

批准号：
19656168
负责人：
大槻主税
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

水酸アパタイト(Ca_<10>(PO_4)_6(OH)_2)は,骨や歯の無機成分であり,体内で骨と直接結合する性質を示す。すなわち水酸アパタイトは,生体分子や生体組織に対して特異な親和性を示す無機化合物である。従来の水酸アパタイトは,湿式法で合成したマイクロメートルサイズの凝集粒子から焼成を経て得られているため、粒子径が大きく、比表面積も小さい。水酸アパタイトのナノ粒子が高い分散状態で得られれば,その高い比表面積を活かしてタンパク質や抗体,DNA対する吸着材料や、高い分散性を活かしてのドラッグデリバリーシステム(DDS)のキャリアへと応用が広がる。しかし,従来の研究では水酸アパタイトやそれに関連するリン酸カルシウム系化合物のナノ粒子を安定に高精度で合成した報告はない。そこで本研究では,ヒト血漿の無機成分と同じ組成を持つ溶液(擬似体液)を用いて水酸アパタイトナノ粒子の合成を行い,その組成や結晶構造,形態をナノメートルレベルから制御を試みた。平成20年度においては,擬似体液に有機溶剤が混入する手法を、アセトンやエタノール、テトラヒドロフラン、クロロホルムといった有機溶媒で適応できるかを調べた。その結果,リン酸カルシウムの析出は、水溶性の有機溶媒を加えた時にのみ起こり,析出に伴う溶液のpH変化は0.2以内であることがわかった。さらに得られた析出物を超純水で十分洗浄すれば、結晶性のリン酸カルシウムが、約50nmの顆粒状粒子と約100nmの針状粒子で合成できることが分かった。これらの結果に基づきながら、有機溶媒を使うゾルーゲル法による有機-無機ハイブリッドの合成や、溶液プロセスを用いる水酸アパタイトの合成において有機溶剤の利用が可能であることも確かめた。

羟基磷灰石（Ca__ <10>（PO_4）_6（OH）_2）是骨骼和牙齿的无机成分，并且表现出与体内骨骼直接粘结的特性。换句话说，羟基磷灰石是一种无机化合物，对生物分子和组织具有独特的亲和力。传统的羟基磷灰石是通过从微米大小的聚合颗粒触发的，通过湿法合成的聚合颗粒，从而导致较大的颗粒直径和小的特定表面积。如果可以在高度分散的状态下获得羟基磷灰石纳米颗粒，则可以将它们用于扩展其应用于蛋白质，抗体和DNA的吸附材料，以及用于利用其高比表面积优势的药物输送系统（DDS）的载体。但是，在先前的研究中，没有任何稳定合成羟基磷灰石或相关磷酸钙化合物的纳米颗粒的报道。因此，在这项研究中，我们使用与人血浆的无机成分相同的溶液（模拟体液）合成羟基磷灰石纳米颗粒，并试图从纳米计水平控制其组成，晶体结构和形态。 2008年，我们研究了有机溶剂（例如丙酮，乙醇，四氢呋喃和氯仿）是否可以适应将有机溶剂混合到模拟体液中的方法。结果表明，仅当添加水溶性有机溶剂时才发生磷酸钙沉淀，并且伴随沉淀的溶液的pH变化在0.2之内。此外，发现如果获得的沉淀物用超纯水彻底洗涤，则可以用约50 nm的颗粒颗粒和约100 nm的稀疏颗粒合成磷酸钙钙。基于这些结果，可以证实有机溶剂可以使用有机溶剂通过溶胶 - 凝胶法和使用溶液过程合成羟基磷灰石来合成有机无机杂种。