Preparation of super spinglass magnetic nanoparticles for nano theranostics

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本研究の目的は、独自の製法でスーパースピングラス(SSG)磁気ナノ微粒子を生成し、特に複素磁化率に注目しながら磁気的性質と熱エネルギー蓄積機構を明らかにするとともに、官能基や葉酸を修飾し、医療応用を可能にすることである。診断と治療を同時に行う時代を切り開くことを目指す。当該年度には、以下の3点について取り組んだ。1.SSGナノ微粒子の作製と発熱機構の分析、2.細胞死のメカニズムの分析、3.イメージングとしての機能の探索、である。１．については、主に粒径が12-19 nmのニッケル―亜鉛フェライト(Ni-Zn ferrite)を作製し、生体適合性を考慮してポリエチレングリコール(PEG)で修飾した。交流磁化率の測定結果と、交流磁場中でのサンプルの温度上昇を分析して、発熱量の実験値と計算値の比較をし、ネール緩和が支配的な粒径を決定した。２．については、がん細胞を用いたハイパーサーミア実験を施したのちの細胞を、ネクローシス（壊死）/アポトーシス（自然死） キットにより細胞死の状態を調べた。死細胞のうち多くがプログラム死によるアポトーシスであることが明らかになり、病理学的に重要な結果を得ることができた。温熱療法は熱による焼死ではなく、別の要因が関与している可能性があり、新たな知見を得ることができた。３．についてはMRIの造影剤としての有用性について、緩和現象とMR曲線の関係を精査して考察した。従来のフェルカルボトランの組成である、Fe2O3に比べ、Mn-Zn系やMn-Gd系のフェライトが、 きわめて優位なMR造影効果を示すことが示唆された。MRI以外のイメージング特性として、新奇な手法である、磁気微粒子イメージング（Magnetic particle imaging, MPI)についての機能も検討した。第3高調波成分の測定により、高い機能が期待されることがわかった。