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生体適合性イオン液体液晶の開発とその非侵襲性経皮ワクチンへの応用

生物相容性离子液晶的研制及其在无创透皮疫苗中的应用

基本信息

批准号：
22KJ2481
负责人：
原江希
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2481/
关键词：
ionic liquid liquid crystal DDS

项目摘要

本研究では生体適合性・経皮浸透促進効果の優れたイオン液体を計算化学によりスクリーニングする方法を構築し、それを用いたイオン液体液晶キャリアを創製し高性能な経皮ワクチンの開発を目指している。この開発において、皮膚浸透性及び生体適合性の高いイオン液体を使用することは必須条件となる。しかしながら、アニオンとカチオンの組み合わせが10の16乗組存在するイオン液体の中から生体適合性と経皮浸透性を兼ね備えたイオン液体を実験によって一つ一つ合成し、評価するのは困難であり現実的ではない。そこで本研究では、計算化学や機械学習を用いて最適なイオン液体をスクリーニングする手法を導入する。令和四年度では、毒性予測モデル構築に着手した。COSMO-RS 計算化学ソフトを用いて分子の表面電荷を「毒性のメカニズムに基づく変数」とし、機械学習を駆使して毒性予測モデルを構築した。ある程度予測が可能となったが精度が低いため、今後は学習データを拡充し精度の向上を目指す。また、これまでに経皮浸透促進能力が高いことが報告されているILについて合成・液晶作成・薬物の皮膚浸透試験を行った結果、コリン及びオレイン酸を用いたILが非常に優れた生体適合性、皮膚浸透性を有していた。今後はさらに多種のILを用いて毒性予測試験、皮膚浸透試験を行い毒性予測モデルの学習データを拡充する。実施した研究について、膜シンポジウム2022、YABEC 2022 Symposium、化学工学会第88年会にて発表を行い、YABEC 2022 SymposiumではBEST POSTER AWARD、化学工学会第88年会では優秀学生賞を受賞した。

In this study, we aim to develop a method for the optimization of biocompatibility and skin penetration promotion effects in liquid crystal computing chemistry, as well as for the development of high performance skin penetration promotion effects in liquid crystal computing. The requirements for the use of liquid with high development, skin permeability and biocompatibility 10 to 16 groups exist in the liquid medium, body suitability, skin permeability, and preparation of the liquid medium. In this study, we introduced the most suitable methods for the application of computational chemistry and mechanical learning. In the fourth year of this year, the construction of toxicity prediction was started. COSMO-RS computational chemistry software uses molecular surface charges to predict toxicity and build toxicity prediction models. The accuracy of prediction is low, and the accuracy of future learning is high. The skin penetration promoting ability is high, and the results of the skin penetration test of the liquid crystal preparation are excellent. The biological compatibility and skin permeability of the liquid crystal preparation are excellent. In the future, there will be a variety of IL applications, such as toxicity testing, skin penetration testing, toxicity prediction, and learning. The Best Poster Award was awarded at the YABEC 2022 Symposium, the 88th Annual Meeting of the Chemical Engineering Society.