水分散性シリコン量子ドットのバイオフォトニクス応用に関する研究

水分散硅量子点生物光子学应用研究

基本信息

批准号：
18J10826
负责人：
井上飛鳥
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J10826/
关键词：
シリコン量子ドット発光材料抗菌剤プロテインコロナ

项目摘要

本年度は生体親和性を有する発光材料である水分散性シリコン量子ドットコロイドのバイオ応用を目的として研究を行い、その応用展開として以下の2点に関する研究を行い、その有用性を実証した。1点目のシリコン量子ドットシェルを有する銀ナノ粒子に関する研究では、従来のシェルをもたない銀ナノ粒子の低安定性という課題克服にむけ、その表面をシリコン量子ドットによる層で被覆した。特に、シリコン量子ドット層の膜厚と銀ナノ粒子の粒径を独立して高精度に制御するプロセスを確立することで、シリコン量子ドットによるシェルの層の膜厚が抗菌力に与える影響に関して定量的に評価した。作製したナノ粒子のコロイド溶液を用いて作製したフィルムに関して、大腸菌を用いてZone of Inhibition Testにより抗菌力評価を行った。その結果、シリコン量子ドットシェルをもたない銀ナノ粒子は抗菌作用が失活したのに対し、シェルを有するものは抗菌力を保持することがわかった。また、抗菌力はシリコン量子ドットによるシェルの膜厚に強く依存し、薄いシェルを有する銀ナノ粒子の方が抗菌力が高いことが分かった。2点目のシリコン量子ドットとタンパク質の相互作用による研究では、その相互作用により生じるプロテインコロナの構造評価を行った。粒径を高精度に制御し作製したシリコン量子ドット(直径4 nm, 7 nm)と異なる濃度のタンパク質を混合し、基礎物性評価を行った。その結果、タンパク質との混合により、シリコン量子ドットの水溶媒分散性は低下しないことがわかった。構造評価を電子顕微鏡と動的光散乱法により行った結果、形成されるプロテインコロナの粒径はシリコン量子ドットの直径に依存することがわかり、直径が4 nmでは最大で15 nmのプロテインコロナであるのに対し、直径が7 nmでは最大で50 nm以上のプロテインコロナが形成されることがわかった。

今年，我们进行了旨在对水偏分散硅量子点胶体的生物应用的研究，这是一种具有生物疗法的发光材料，并对以下两个方面进行了研究，作为其应用开发，证明了其有用性。在第一点，在研究具有硅量子点壳的银纳米颗粒中，克服了一层硅量子点的表面，以克服没有常规壳的银纳米颗粒的低稳定性问题。特别地，通过建立一个以高精度来独立控制硅量子点层的厚度和银纳米颗粒的颗粒直径的过程，通过定量评估了由硅量子点对抗菌特性引起的壳层膜厚度的影响。使用大肠杆菌使用抑制区域评估了使用制备纳米颗粒的胶体溶液制备的薄膜。结果，发现没有硅量子点壳的银纳米颗粒在抗菌活性中被禁用，而壳的纳米颗粒则保留了壳的抗菌活性。此外，抗菌活性在很大程度上取决于由硅量子点制成的壳的厚度，并且发现具有薄壳的银纳米颗粒具有较高的抗菌活性。在第二项关于硅量子点与蛋白质之间相互作用的研究中，我们评估了由相互作用引起的蛋白电晕的结构。通过混合硅量子点（直径为4 nm，7 nm）来评估基本的物理特性，以高精度和不同浓度的蛋白质控制粒径制备。结果，发现与蛋白质混合不会降低硅量子点的水溶性分散性。使用电子显微镜和动态光散射方法评估了结构，发现形成的蛋白质电动的粒径取决于硅量子点的直径，最大值的蛋白质量表在直径为7 nm时形成15 nm，而在7 nm的直径为7 nm，而蛋白质的corona则最大的蛋白质均为50 nm或更高的diameter nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm均为7 nm。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Silver Core/Silicon Nanocrystal Shell Hybrid Nanoparticle as Antimicrobial Agent

银核/硅纳米晶壳杂化纳米粒子作为抗菌剂

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Asuka inoue;Hiroshi Sugimoto;Byungji Kim;Michael J. Sailor;Minoru Fujii
通讯作者：
Minoru Fujii

水分散性シリコン量子ドット-タンパク質間相互作用によるプロテインコロナ形成

水分散性硅量子点-蛋白质相互作用形成蛋白质冠

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
井上　飛鳥;杉本　洋蔵;杉本　泰;藤井　稔
通讯作者：
藤井　稔

シリコンナノ結晶シェルを有する銀ナノ粒子の抗菌作用

硅纳米晶壳纳米银的抗菌活性

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
井上　飛鳥;杉本　泰;Byungji Kim;Michael J. Sailor;藤井　稔
通讯作者：
藤井　稔

水分散性シリコン量子ドットの近赤外時間ゲートバイオイメージング応用に関する研究

水分散硅量子点近红外时间门控生物成像应用研究

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
井上　飛鳥;杉本　泰;崎山　真;藤井　稔
通讯作者：
藤井　稔

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井上飛鳥其他文献

G12シグナル誘導型デザイナーGPCRを用いたG12シグナルの機能解析

使用 G12 信号诱导设计器 GPCR 对 G12 信号进行功能分析

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
小野雄基;井上飛鳥;Francesco Raimondi;Francois Marie Ngako Kadji;Gurdeep singh;岸孝之;上水明治;新上雄司;Nadia Arang;川上耕季;J Silvio Gutkind;青木淳賢;Robert B. Russell
通讯作者：
Robert B. Russell