光・磁場応答性ナノ分子プローブの開発とその医療用生体分子イメージング手法への応用

文献情報

• 文献番号: 200812033A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 光・磁場応答性ナノ分子プローブの開発とその医療用生体分子イメージング手法への応用
• 課題番号: H19-ナノ・若手-005
• 研究年度: 平成20(2008)年度
• 研究代表者(所属機関): 森田 将史(国立大学法人大阪大学 免疫学フロンティア研究センター)

研究分担者(所属機関)

• 小松直樹(滋賀医科大学生命科学講座)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 医療機器開発推進研究（ナノメディシン研究）
• 研究開始年度: 平成19(2007)年度
• 研究終了予定年度: 平成21(2009)年度
• 研究費: 5,000,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

再生医療や細胞治療において、移植細胞のトラッキングの評価を長期間にわたり、低侵襲的に行うには、移植細胞の生理機能を阻害することなく、細胞を検出することが必要である。本プロジェクトでは、上記目標を達成するための基盤技術として、ナノ炭素化合物の一種である、ナノダイヤモンド(ND)を、MRIや蛍光により検出可能な細胞内長期安定性プローブとして開発すること、および光・磁場応答性NDナノ分子プローブを、MRIと蛍光で同時に検出することを可能にするMRI・蛍光同時検出デバイスを開発し、将来的に臨床用のMRI装置に組み込みことを目指す。
今年度は、①長期安定化プローブとして利用できるようにするためのND造影剤の合成技術の改善、および②マルチモーダル計測デバイスの開発に必要な技術基盤の開発を行った。

研究方法

爆発法で作成されたナノダイヤモンド(ND)（ナノ炭素研究所）をシリコン基盤上に塗布した後、100keVのMn＋を1ｘ1016/cm2打ち込んだ(Mn-ND)。その後、アニール処理、空気参加処理を順次施した。合成された磁性NDの物性は、X-band ESR (JES-TE300, JEOL)、７テスラMRI装置、それぞれ調べた。

結果と考察

①については、合成したMn-NDのMRIへの効果を調べるため、7T MRI装置におけるT1強調画像で比較したところ、アニールと空気酸化の両方処理したMn-NDのT1短縮能が大きいことが分かった。②については、11.7T高磁場MRＩ装置内で生体レベルのMRI画像と細胞レベルの蛍光画像を同時取得するため、RFコイル内にマウス・ラット等のモデル動物へファイバーを用いて近赤外領域の波長のフェムト秒レーザー刺激光を伝送するファイバーシステムを構築した。長期間にわたるナノ粒子による細胞トラッキングのためには、細胞内で、粒子が凝集せず、安定に存在し、細胞本来の生理的機能を阻害しないことが必要である。今回使用したＮＤは、直径約4nmで、ほぼ炭素原子のみからなるため生体適合性が高いと期待でき、イオン注入法を用いることで、効率的なT1短縮造影剤の合成に成功した。現在、効率的な表面修飾技術も確立しつつあり、将来的な臨床応用可能な造影剤開発につなげていきたい。こうした造影剤が合成できれば、MRSによるメタボノミクス解析と組み合わせることが可能になり、より詳細な生理情報を取得でき、低侵襲医療技術としてのMRIの可能性がさらに広がると期待される。

結論

NDへのイオン注入法によるMRI造影剤合成法という新しい造影剤合成法を提案し、T1短縮効果を持つND粒子の合成に成功した。

公開日・更新日

• 公開日: 2011-05-30
• 更新日: -