網目状骨格を有する磁性カプセルの構造制御と薬剤送達システムに向けた機能化

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本研究では薬剤送達システムへの実用化を目的として、1．網目状骨格を持つFePtカプセルの磁気特性の向上及びFePt網目状構造の形成過程解明、2．FePtナノ粒子のポリマー分子上への自己集積過程の解明についてそれぞれ成果を上げてきた。特に今年度は、超臨界エタノール中でのカプセル間凝集抑制のための溶液量、複合粒子の濃度等の最適化や複合粒子を酸化物またはオレイン酸などFeやPtと親和性の高い有機分子での被覆を行った。結果として、シリカシェルをFePtナノ粒子が集積したシリカ粒子表面上に形成させることで、超臨界エタノール処理後もカプセル間で焼結を起こさず、シリカ粒子上に網目状FePtシェルが形成することを明らかにした。また、酸化物被覆によって懸念されたFeの酸化も問題とならないことがわかった。さらに磁気誘導薬剤送達システムの評価として、血管を模したマイクロ流路内に血流速と同じ速度でリン酸緩衝生理食塩水を流し、流体中でFePtカプセルの捕捉実験を行った。マイクロ流路を用いた実験から、FePtカプセルが磁気捕捉に十分な磁気特性を持っていないことが明らかになった。薬剤送達システムへの応用には至らないものの、本研究で作製したFePt合金から成る網目状シェルは化学的に安定で、ナノ粒子のモルフォロジーを維持しながら多孔質で中空の構造を形成しているため高い比表面積をもつこと、また、焼結体であることから高温試験においても構造に大きな変化が生じないなどの特異的な構造と性質から、白金低減を目的とする燃料電池用電極触媒として大いに期待されることが明らかになった。現在、専門家との共同研究において、カプセル形状の制御や合金の構造制御等に向けた具体的な取り組みを行っている。今後は環境材料としての応用を考えながら微細構造や形態の制御を行っていく。