次世代がん治療・再生医療に向けた機能化磁性ナノ粒子の細胞内局在の解明と磁場制御

阐明用于下一代癌症治疗和再生医学的功能化磁性纳米粒子的细胞内定位和磁场控制

基本信息

批准号：
14J00155
负责人：
大多哲史
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

次世代の診断技術である磁気粒子イメージング（Magnetic particle imaging: MPI）に用いる磁性ナノ粒子の最適化を目的とした評価を行った。コア粒径の異なる磁性ナノ粒子の交流磁化測定を行い、各粒子の高調波信号を検出した。水中に粒子を分散させた液中サンプルと寒天により粒子自体の回転を抑制した固定サンプルを作製し、粒子回転の磁化反転に与える影響を観測した。またLangevin関数を用いた理論計算に磁気異方性のパラメータを追加することで、超常磁性粒子における磁気異方性の影響を考察した。コア粒径の大きな粒子においては液中サンプルと固定サンプルの差が大きく、これは磁気異方性の影響が顕著に表れているためと考えられる。従来は磁気異方性の影響が表れないとされていた超常磁性粒子において磁気異方性の影響を見出した。また超常磁性、強磁性をそれぞれ表したLangevin関数とStoner-Wohlfarth理論を用いてMPIに用いる最適な粒子パラメータ解析のための数値計算モデルの作成を行った。さらに磁気スピンの歳差運動を表したLLG (Landau-Lifshitz-Gilbert)方程式を適用したモデルによって超常磁性、強磁性の両方に適応可能な磁化反転モデルの作成に着手した。本研究成果はMPIやがん温熱治療における有効な磁性ナノ粒子の開発に留まらず、磁性ナノ粒子を用いたバイオ・医療のアプリケーションにおいて大きな寄与をもたらすものである。また実測と理論計算を複合させた粒子の磁化反転モデルの作成が必要とされる研究課題であるため、粒子磁化特性の実測に加えて理論計算による磁化反転モデルの開発に着手できたことは重要な成果である。

我们评估了优化用于磁性颗粒成像（磁性粒子成像）的磁性纳米颗粒，这是一种下一代诊断技术。进行了具有不同核心颗粒的磁性纳米颗粒的震颤测量，并检测到每个粒子的谐波信号。将颗粒分散在水中的固定样品，琼脂是由固定的样品制成的，其中抑制了颗粒本身的旋转，并且观察到对粒子旋转的磁化的影响。此外，通过使用langevin函数在理论计算中添加磁对正质参数，从而检查了磁各向异性在超磁颗粒中的影响。在具有较大核心粒径的颗粒中，液体样品和固定样品之间的差异很大，这可能是因为磁性美学的影响很明显。在超磁颗粒中发现了磁性的作用，以前没有被认为没有磁各向异性的作用。此外，我们使用代表副词和铁磁性和Stone-Wohlfarth理论的Langevin函数创建了用于MPI的最佳粒子参数分析的数值计算模型。此外，已经创建了代表磁性自旋的LLG（Landau-lifshitz-gilbert）方程的模型，它已被创建以创建一个可以适应超磁和铁磁特性的磁化模型。这项研究的结果不仅是MPI和癌症热疗法中有效的磁性纳米颗粒的发展，而且还为使用磁性纳米颗粒的BIOS和医疗应用提供了重要贡献。此外，由于它是一个研究主题，需要创建结合实际测量和理论计算的粒子的磁反转模型，因此重要的是，除了实际测量外，还必须通过理论计算开发磁反转模型粒子磁化特性。