Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

磁気ビーズ / バイオスクリーニング / バイオセンシング / MRI造影 / ハイパーサーミア / 抗ガン剤 / DNA / フェライト・ナノビーズ / 磁性ビーズ / DNA検出 / MRI造影剤 / フェライト粒子 / GMA / 抗体 / MMI造影 / フェライトナノビーズ / IgG抗体 / CEA抗体

1.粒径を制御したフェライト・ナノビーズの開発:10-100nmの範囲で粒径を制御したFeフェライト(Fe_3O_4-γFe_2O_3固溶体)ナノ微粒子を作製する共沈法、部分酸化法、種成長法を開発した。
2.ポリマー被覆ポリマー被覆フェライト・ナノビーズの開発:フェライト・ナノ微粒子を、たんぱく質の非特異的吸着が少ないポリGMAで被覆する共重合法および、乳化剤を用いない重合法を開発した。
3.ポリマー被覆Feナノビーズの開発:フェライトより2倍も強い磁化を持つ金属Fe微粒子(粒径7-20nm)をポリGMAで被覆して、バイオスクリーニングに適した磁性ビーズを作製した。
4.バイオスクリーニングによる分析の応用展開:ポリGMA被覆フェライト・ナノビーズ表面に、抗ガンや、タグ付きプロテインGを含む組み替えたんぱく質などを固定し、それらと相補的に結合するレセプターや抗体を高効率で単離することによって、我々のビーズが高速・高収率バイオスクリーニングに適している事を示した。
5.ホール・バイオセンシングによる診断への応用展開:ポリGMA被覆フェライト・ナノビーズ表面にNA単鎖を固定し、これをホールセンサー表面に固定した相補的DNA単鎖と結合させて検出し、我々のビーズがDNA診断に活用できる事を示した。
6.MRI造影剤による診断への応用展開:フェライト・ナノ粒子表面を多彩に修飾・加工する技術を開発した。その結果、粒径が約20nmで、表面が特定組み換えたんぱく質で被覆された新たなMRI造影剤候補物質を開発した。
7.抗ガン磁気ハイパーサーミアへの応用展開:フェライト粒子を用いて、大腸癌細胞を非侵性の周波数180Hzの交流磁界によって誘導加熱してその殺傷効果を確認し、非侵性抗がんハイパーサーミアへの応用の可能性があることを明らかにした。

医用磁性ビーズ / フェライト超微粒子 / IGG抗体 / 抗ガン剤 / ハイパーサーミア / 磁性バイオプローブ / 抗体 / 抗原 / 蛍光磁性プローブ / マグネタイト / バイオ・リガンド / バイオ高分子 / スピネル型 / BSA / CMC / 生体高分子 / 磁気分離

1.新しい医用フェライトナノビーズの開発
フェライト(Fe_3O_<4+δ>)超微粒子(粒径10〜15nm)を水溶液中で合成する過程で、その表面に生理活性物質を固定する手法を確立した。トリプシン、抗ガン剤FITCアビジン、グリシジルメタアクリレート(GMA)、アスパラギン酸等のアミノ酸およびその類似分子、ポリアクリルアミノ酸等の親水性高分子などを表面に強固に固定された医用磁性ビーズを開発した。
2.フェライト表面における結合の解明とCBMナノビーズの提案
上述のフェライトナノビーズでは、アミノ酸またはそれらと類似した構造をもつ分子のS-H基もしくはCOOH基を介して、生理活性分子がフェライトに強く結合していることを明らかにした。このようなアミノ酸(類似構造分子)をコネクターと呼ぶことにした。またコネクターを介して生理活性分子が表面に固定された医用・磁性ナノビーズをCBM(Connecter-Bonded Magnetic)ナノビーズと命名した。さらに我々は、表面に(1)コネクターおよび、(2)生理活性分子に対する非特異的吸着の少ないポリマーを固定したCBMナノビーズをも開発した。その表面に生理活性分子を生化学的手法で容易に固定できる。
3.ヒト型抗体の作製と磁性バイオプローブの作製
遺伝子組み換えマウス型モノクロナール抗体のプラスミドに対して、定常領域をヒト型となるよう遺伝子工学によって入れ替えたヒト型抗体を作製した。このIGG抗体を磁性ナノビーズに固定し、これが、大腸ガン細胞膜抗原と結合することを蛍光標識抗体を用いて可視化して確認することができた。従って、このナノビーズのガン診断用診磁性バイオプローブとしての有用性が示された。
4.ハイパーサーミア用フェライトナノビーズの発熱殺傷
本研究で作製したフェライトナノビーズは、従来法で作製されたビーズに比べ、交流磁界による発熱効果が1.4倍高く、ハイパーサーミアへの応用上有利であることがされた。

【研究分担者】
半田宏	東京工業大学	大学院・生命理工学研究科	教授	(Kakenデータベース)
日比紀文	慶応義塾大学	医学部	教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
日比紀文	慶應義塾大学	医学部	教授	(Kakenデータベース)
半田宏	東京工業大学	フロンティア創造共同研究センター	教授	(Kakenデータベース)