NVセンター導入ナノダイヤモンドを基盤とする生体内計測システムの創出

创建基于 NV 中心推出的纳米金刚石的体内测量系统

• 批准号: 21H03832
• 负责人: 長田 健介
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: National Institutes for Quantum Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03832/
• 关键词: PEG化; ステルス化; ナノセンサー; ナノダイヤモンド; NVセンター

細胞や体の中の局所でおこっている化学反応を捉えることができれば、生命科学を飛躍的に発展させる基礎知見となるのみならず、その知見を創薬と医療に展開し、健康社会を充実させることにつながる。ナノダイヤモンド（ND）に存在する「窒素－空孔（NV）センター」は、それを可能にするポテンシャルな素材として注目されている。しかしながら、ND中のNVセンターは極少量しか含まれていないこと、ならびに生体環境中において粒子間ならびに生体物質間で凝集してしまうことが応用の妨げとなっている。本研究では、電子線加速機を使ってND中にNVセンターを人工的に多数造り込むこと、ならびに高分子化学技術によって生体適合性高分子であるポリエチレングリコール（PEG）を修飾し、凝集を抑制することを行い、応用への壁を乗り越えることを目的としている。初年度は、生体計測応用に最も汎用的と考えられる粒径50nmのNDに対して、NVセンター増設とPEG修飾法の開発を進めた。NVセンターの増設は、電子線照射により空孔Vを作製し、それを熱処理により窒素Nとカップリングさせる手順で行った。22年度は、各種条件検討を進め、NV-由来の蛍光強度が増大したNDを得た。NDのPEG修飾法について、22年度では、各種分光法、表面電位測定、酸塩基滴定、熱重量測定、比表面積測定を用いて反応の進行を定量的に解析しつつ、修飾するPEGの分子量を2k - 40kに拡張した。その際、分子量の異なるPEG修飾の効果を定量するために、隣接PEG鎖との重なり合い度をパラメータとして定義し、反応条件およびアルブミンをモデルとしてタンパク質吸着抑制効果を検証した。これにより、PEG分子量、重なり合い度、タンパク質吸着抑制効果の相互相関を明らかにした。

Cellular や body の の bureau で お こ っ て い る chemical anti 応 を catch え る こ と が で き れ ば, life sciences を leap に 発 exhibition さ せ る foundation knowledge と な る の み な ら ず, そ の knowledge を gen 薬 と medical に し and healthy society を charge be さ せ る こ と に つ な が る. ナ ノ ダ イ ヤ モ ン ド (ND) に す る "smothering element - empty hole (NV) セ ン タ ー" は, そ れ を may に す る ポ テ ン シ ャ ル な material と し て attention さ れ て い る. し か し な が ら, ND の NV セ ン タ ー は tiny し か containing ま れ て い な い こ と, な ら び に raw body environment に お い て between particles な ら び で に body raw material agglutinate し て し ま う こ と が 応 with の hinder げ と な っ て い る. This study で は, electronic line speed machine を make っ て in ND に NV セ ン タ ー を artificial に most build り 込 む こ と, な ら び に polymer chemistry technology に よ っ て raw body fit polymer で あ る ポ リ エ チ レ ン グ リ コ ー ル を (PEG) modification し, agglutinate を suppression す る こ と を line い, 応 へ の wall を 乗 り more え る こ と を purpose と し て い Youdaoplaceholder0. Early annual は, body measuring 応 use に most も domestic と exam え ら れ る diameter of 50 nm の ND に し seaborne て, NV セ ン タ ー rights set と PEG modification method の open 発 を into め た. NV セ ン タ ー に の raised は, electron irradiation よ り し, the empty hole V を cropping そ れ を hot 処 Richard に よ り smothering element N と カ ッ プ リ ン グ さ せ る hand along the line で っ た. In 2022, <s:1>, various conditions 検 discussed を progress め, NV- the source of <s:1> 蛍 light intensity が increased, たNDを obtained た. ND の PEG modification method に つ い て, 22 year で は, spectrometry, surface potential measurement salt, acid base titration, thermal gravimetry, specific surface area measurement を with い て anti 応 の を quantitative に parse し つ つ, modified す る PEG molecular weight の を に 2 k and 40 k company, zhang し た. そ の interstate, molecular weight の different な る PEG modification の unseen fruit を quantitative す る た め に, 隣 PEG lock と の heavy な り close い degrees を パ ラ メ ー タ と し て definition し, anti 応 conditions お よ び ア ル ブ ミ ン を モ デ ル と し て タ ン パ ク qualitative sorption inhibition of unseen fruit を 検 card し た. The molecular weight of <s:1> れによ れによ, the degree of combination of the molecular weight of PEG な な, and the inhibitory effect of the adsorption of nutrients in タ <e:1> パ are <e:1> related to each other.

项目成果

核酸デリバリーシステムにおける核酸とポリアミノ酸との相互作用解析

核酸递送系统中核酸与聚氨基酸之间的相互作用分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 松田美悠;入江瞳;望月慎一;沼屋，内藤他;長田健介
• 通讯作者: 長田健介

ミシガン大学/オハイオ州立大学(米国)

密歇根大学/俄亥俄州立大学（美国）

ナノダイヤモンドの定量的PEG化の試み

纳米金刚石定量聚乙二醇化的尝试

• 发表时间: 2022
• 作者: 望月慎一;緒方聡一;長田健介
• 通讯作者: 長田健介

A safe liver sinusoidal wall coating agent to promote the efficacy of gene therapy drugs

一种安全的肝窦壁涂层剂，可促进基因治疗药物的疗效

• 发表时间: 2022
• 作者: P. N. Paramitha;R. Zakaria;A. Maryani;Y. Kusaka;B. B. Andriana;K. Hashimoto;H. Nakazawa;S. Kato;H. Sato;長田健介
• 通讯作者: 長田健介

高分子

高分子

• 发表时间: 2007
• 作者: 西山伸宏;片岡一則
• 通讯作者: 片岡一則