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

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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。