課題番号 ：S-19-CT-0101
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：細胞内サンプルリターンを目的とするナノ粒子への精密位置制御分子修飾法の開発
Program Title (English) ：Development of precise position-controlled molecular modification of nanoparticles for the intracellular sample return
利用者名（日本語） ：佐々木隆浩1)
Username (English) ：T. Sasaki1)
所属名（日本語） ：1) 北海道医療大学薬学部薬学科
Affiliation (English) ：1) Faculty of Pharmaceutical Sciences, Health Sciences University of Hokkaido

１．概要（Summary ）
細胞内サンプルリターン材料は、細胞を傷害せずに細胞を出入りし、標的分子の捕捉・回収を目的とするナノ材料である。この実現のため、ナノ粒子表面への機能性分子の修飾位置を厳密に制御し、多機能化及び機能協奏を達成する必要がある。一方、これら機能性分子は、ナノ粒子の分散安定化の役割も兼ねる1次修飾分子を介してナノ粒子へ固定される。すなわち、1次修飾分子がナノ粒子表面から脱離すればナノ粒子の機能は損なわれる。本研究課題では、1次修飾ナノ粒子としてよく用いられているcitric acid修飾磁性ナノ粒子(MNP@CA)に着目し、この1次修飾分子(citric acid)の配位安定性評価法の開発を行った。
２．実験（Experimental）
MNP@CAの配位子安定性評価法として、SiO2粒子(2 µm)表面へ固定したMNPを各種溶媒中で振とうし、その固定化残存率を指標とする方法を考案した。本手法に必要となるMNP@CA、SiO2粒子、MNP固定用リンカーをそれぞれ合成した。MNP@CAは、前年度ナノテク利用にて最適化した条件により合成した高品質なoleic acid修飾磁性ナノ粒子(MNP@OA, 20 nm)をcitric acidへ配位子交換して得た。得られたMNPについて熱重量分析を行った(TGA-50/SHIMADZU)。合成した材料を用いてSiO2表面へのMNP固定化を行い、透過型電子顕微鏡(TEM, H-7600/HITACHI)及び電界放出形走査電子顕微鏡(FE-SEM, JSM-7800F/JEOL)にて観察した。
３．結果と考察（Results and Discussion）
TEM及びFE-SEM観察から、最適化した固定化条件によりMNPはSiO2表面で孤立した状態で固定されることがわかった(Fig. 1)。本手法は、配位子由来の分散性や凝集挙動に依存せず、広範な溶媒条件での配位子安定性を定量的に評価でき、機能性ナノ粒子開発の根幹をなす1次修飾分子の安定性評価及び安定な1次修飾法開発において有用である。実際に本手法によりMNP@CAを評価したところ、バイオ応用に関するいくつかの重要な知見が得られた。また現在は、異なる配位子間での安定性も比較し、安定な1次修飾ナノ粒子開発を進めていく。

Fig. 1 SiO2粒子表面に固定化されたMNP@CAのTEM像(a)及びFE-SEM像(b, 白点がMNP)。
４．その他・特記事項（Others）
謝辞：本研究の実施にあたり、公立千歳科学技術大学の河野敬一先生、オラフ・カートハウス先生、技術補助スタッフの方々にTEM及びFE-SEM観察、熱重量測定についてご指導頂きました。また本研究は、JSPS科研費JP18K14098の助成を受け実施しました。
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) 佐々木隆浩, 濱田卓弥, 佐藤浩輔,　村井毅, 日本化学会第100春期年会(2020), 令和2年3月23日.
６．関連特許（Patent）
なし。