課題番号 ：S-16-NM-0049
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：リポソームをテンプレートとしたモリブデンナノ粒子の合成
Program Title (English) ：
利用者名（日本語） ：栗田紗緒里
Username (English) ：K. Saori
所属名（日本語） ：筑波大学数理物質科学研究科化学専攻
Affiliation (English) ：Graduate School of Pure and Applied Sciences, University of Tsukuba

１．概要（Summary）
リン酸カルシウムのナノ粒子合成法として、球状リン脂質二重膜（リポソーム）を結晶成長の場に用いた合成法が報告されてきた。しかし、リポソームを用いてモリブデン酸カルシウムを合成した研究報告はまだされていない。また、リポソームを構成する脂質の組成を変えると、それぞれ異なる挙動を示すことが確認されている。そこで、我々は様々な組成のリポソームをテンプレートに用いて、モリブデン酸イオンを封入したリポソームにカルシウムイオンを添加することで、ナノ粒子の合成を目指している。本申請課題では、結晶場として用いるうえで、Ca2+添加前後の各組成のリポソームの凝集安定性を調べることを目的としてレーザーゼータ電位計（大塚電子：ELSZ-1000Z）を用いて分析した。

２．実験（Experimental）
レーザーゼータ電位計（大塚電子：ELSZ-1000Z）

【実験方法】
4種類の組成のリン脂質（（a）レシチン（PC） 0.20 g：コレステロール（CH） 0.1 g=9PC：9CH （b）PC 0.20 g：CH 0.01 g=9PC：1CH （c）PC 0.09 g：ジセチルリン酸（DCP） 0.02 g：CH 0.06 g=7PC：2DCP：9CH （d）PC 0.09 g：DCP 0.02 g：CH 0.006 g=7PC：2DCP：1CH）を準備し、それぞれに超純水10 ml加えて懸濁させ、リポソーム溶液を調製した。調製したリポソーム溶液を100 nmの径のフィルターを用いてエクストルージョンして、ゲルろ過して粒径が均一なフラクション（白濁しているフラクション）を得た。このフラクション1 mlをセルに注入して、4種類の組成のリポソームのゼータ電位を測定した。さらに、各フラクション1 mlに1 M 塩化カルシウム水溶液 1 mlを添加した溶液のゼータ電位を測定した。

３．結果と考察 （Results and Discussion）
1 M 塩化カルシウム水溶液添加前及び添加後の4種類の組成のリポソームのゼータ電位の測定結果を図に示した。CaCl¬2添加前のそれぞれのゼータ電位は、（a）-21.7±1.1 mV（b）-11.6±1.2 mV（c）-45.0±0.4 mV（d）-34.4±0.4 mVであった。そして、塩化カルシウム水溶液添加後のゼータ電位は、（a）-18.7±6.1 mV（b）1.7±1.2 mV（c）0.6±1.5 mV（d）7.5±0.5 mVとなった。1 M 塩化カルシウム水溶液添加前後のこれらのリポソームのDLSの測定結果及びCa2+の固液分配係数KDを表に示した。
なお、分配係数は、Ca2+を吸着させたリポソーム溶液を限外ろ過し、定量分析して得られた値を用いて、以下の式に代入して計算した。
K_D＝(([原液Ca^(2+)]-[ろ液Ca^(2+)])(mol/L))/([ろ液Ca^(2+)](mol/L))×1/(脂質濃度(kg/L))
DCPを含まない組成のリポソームの粒度分布は、塩化カルシウム水溶液添加前後で粒径及び単分散性にあまり変化がなかった。一方で、DCPを含む組成では添加後に粒径が大きくなっており、単分散性も低下していた。各リポソームの分配係数に着目すると、DCPを含有しており、コレステロールの割合が低い組成のものほど分配係数が小さくなる傾向が見られた。これは、DCPがアニオン性のリン脂質であることに起因していると考えられる。DCPを含むリポソームの表面は、含有していないものよりも負に帯電しているため、より多くのCa2+が吸着し、リポソーム同士の凝集が引き起こされる。これにより、DCPを含むリポソームの粒形が大きくなり、表面積が小さくなる。すなわち、Ca2+の吸着サイトが減るため、組成（c）と（d）のリポソームは組成（a）及び（b）と比較して、分配係数が低くなったと考察される。
以上より、DCPを含有する組成のリポソームでは、Ca2+を添加すると凝集を引き起こしやすいことが示唆された。しかし、今回の組成の条件では、コレステロールを含む場合のリポソームのゼータ電位と安定性については相関があまり見られなかったため、今後も検討を行っていく。

４．その他・特記事項（Others）
NIMS物質構造分析プラットフォーム：レーザーゼータ電位計の使用トレーニングを受けた。また、機器のトラブルにも対応していただけた。
NIMS微細構造解析プラットフォーム：JSM7000Fを用いて、リポソームを結晶場として生成したCaMoO4を観察した。（A-16-NM-0071）
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
なし。
６．関連特許（Patent）
なし。