Tracing In Vivo Behavior of Antioxidative Nanoceria by Near-Infrared Fluorescence Labelling

本研究では、抗酸化作用を持ち生物学的応用が期待される酸化セリウムナノ粒子について、その体内動態をマウス全身レベルで追跡可能にするために、第2の生体の窓にあたる近赤外（NIR-II）蛍光性付与のために適したランタノイド導入（Yb, Er共ドープ）条件ならびにナノ粒子合成条件を見出すことを目標としている。初年度は、均一沈殿法により近赤外蛍光（波長1520～1550 nm）強度が最大となったランタノイド比である Ce: Yb: Er = 89: 10: 1 (mol%) の条件で、酵素分解法（ウレアーゼを用いて反応系に加えた尿素をアンモニア分解することで、粒子合成に必要なアルカリ条件を得る）ならびに逆ミセル法による合成法の検討を行った。どちらの方法によって得たYb, Er含有酸化セリウムについても、焼成後に近赤外蛍光を発する酸化セリウム材料が得られた。今後の主な課題は次の３点である。（１）生体応用のためにはこの材料の超微小化（少なくとも動的粒径として10 nm以下）が必要になるため、それを実現するための合成法検討を現在進めている。（２）異なる合成法により超微小化を実現した酸化セリウムナノ粒子の近赤外蛍光性を最大にするランタノイド導入比は、従来法（均一沈殿法により得られる粗大粒子）とは異なる可能性があるため、超微小化後にその最適な導入比を見出すことが課題である。（３）さらに、超微小化をしたYb, Er含有酸化セリウムナノ粒子の近赤外蛍光は親水・生理学的環境では熱失活により消光してしまう懸念があるため、超微小化後に消光を防止する方法の検討もその次の課題である。

本研究では、抗酸化作用を持ち生物学的応用が期待される酸化セリウムナノ粒子について、その体内動態をマウス全身レベルで追跡可能にするために、第2の生体の窓にあたる近赤外（NIR-II）蛍光性付与のために適したランタノイド導入（Yb, Er共ドープ）条件ならびにナノ粒子合成条件を見出すことを目標としている。初年度は、均一沈殿法により近赤外蛍光（波長1520～1550 nm）強度が最大となったランタノイド比である Ce: Yb: Er = 89: 10: 1 (mol%) の条件で、酵素分解法（ウレアーゼを用いて反応系に加えた尿素をアンモニア分解することで、粒子合成に必要なアルカリ条件を得る）ならびに逆ミセル法による合成法の検討を行った。どちらの方法によって得たYb, Er含有酸化セリウムについても、焼成後に近赤外蛍光を発する酸化セリウム材料が得られた。今後の主な課題は次の３点である。（１）生体応用のためにはこの材料の超微小化（少なくとも動的粒径として10 nm以下）が必要になるため、それを実現するための合成法検討を現在進めている。（２）異なる合成法により超微小化を実現した酸化セリウムナノ粒子の近赤外蛍光性を最大にするランタノイド導入比は、従来法（均一沈殿法により得られる粗大粒子）とは異なる可能性があるため、超微小化後にその最適な導入比を見出すことが課題である。（３）さらに、超微小化をしたYb, Er含有酸化セリウムナノ粒子の近赤外蛍光は親水・生理学的環境では熱失活により消光してしまう懸念があるため、超微小化後に消光を防止する方法の検討もその次の課題である。