Tracing In Vivo Behavior of Antioxidative Nanoceria by Near-Infrared Fluorescence Labelling

通过近红外荧光标记追踪抗氧化纳米菌的体内行为

基本信息

批准号：
22K06565
负责人：
梅澤雅和
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、抗酸化作用を持ち生物学的応用が期待される酸化セリウムナノ粒子について、その体内動態をマウス全身レベルで追跡可能にするために、第2の生体の窓にあたる近赤外（NIR-II）蛍光性付与のために適したランタノイド導入（Yb, Er共ドープ）条件ならびにナノ粒子合成条件を見出すことを目標としている。初年度は、均一沈殿法により近赤外蛍光（波長1520～1550 nm）強度が最大となったランタノイド比である Ce: Yb: Er = 89: 10: 1 (mol%) の条件で、酵素分解法（ウレアーゼを用いて反応系に加えた尿素をアンモニア分解することで、粒子合成に必要なアルカリ条件を得る）ならびに逆ミセル法による合成法の検討を行った。どちらの方法によって得たYb, Er含有酸化セリウムについても、焼成後に近赤外蛍光を発する酸化セリウム材料が得られた。今後の主な課題は次の３点である。（１）生体応用のためにはこの材料の超微小化（少なくとも動的粒径として10 nm以下）が必要になるため、それを実現するための合成法検討を現在進めている。（２）異なる合成法により超微小化を実現した酸化セリウムナノ粒子の近赤外蛍光性を最大にするランタノイド導入比は、従来法（均一沈殿法により得られる粗大粒子）とは異なる可能性があるため、超微小化後にその最適な導入比を見出すことが課題である。（３）さらに、超微小化をしたYb, Er含有酸化セリウムナノ粒子の近赤外蛍光は親水・生理学的環境では熱失活により消光してしまう懸念があるため、超微小化後に消光を防止する方法の検討もその次の課題である。

在这项研究中，我们重点关注近红外（NIR-II），目标是寻找合适的稀土引入（Yb、Er共掺杂）条件和纳米粒子合成条件来赋予荧光。第一年，在Ce:Yb:Er=89:10:1（mol%）的条件下进行酶解，这是使近红外荧光（波长1520-1550 nm）强度最大化的镧系元素比例）采用均相沉淀法（利用脲酶将加入到反应体系中的尿素分解成氨，以获得颗粒合成所需的碱性条件）和反胶束法。对于通过这两种方法获得的含Yb和Er的氧化铈，都获得了在烧成后发出近红外荧光的氧化铈材料。未来的主要挑战有以下三点。 (1) 对于生物应用，有必要使这种材料超细化（至少动态粒径为10 nm或更小），因此我们目前正在研究实现这一目标的合成方法。 (2)使用不同的合成方法制成的超细氧化铈纳米粒子的近红外荧光最大化的镧系元素引入比例可能与传统方法(通过均匀沉淀获得的粗颗粒)不同，因此是挑战。就是寻找超小型化后的最佳引入比。 (3)此外，超小型化的含Yb和Er的氧化铈纳米颗粒的近红外荧光可能会因在亲水和生理环境中的热失活而猝灭，因此超小型化后不可能猝灭。下一个挑战是考虑防止这种情况发生的方法。