環状ポリエチレングリコールによるナノ粒子の高機能化（Cyclic Poly(Ethylene Glycol))
現在，ドラッグデリバリーシステム（DDS）キャリアに代表される様々なナノ粒子系医薬品の研究が進展していますが，それらの多くは生体適合性のPEGによる粒子表面の修飾（PEGylation）を基盤としています。その中で，金属ナノ粒子のPEGylationは，チオールとの化学吸着を利用したものにほぼ限定されています。これに対して，当研究グループは構造欠陥のない環状PEGの物理吸着により修飾した金ナノ粒子（AuNPs）が非常に高い分散安定性を示すことを見出しました。さらに，この方法はチオールとの化学吸着よりも分散安定性に優れており，動物実験でも効果を示しました。
環状PEGの物理吸着を用いる本手法は，簡便かつ粒子の材質に関係なく広く適用でき，医療を含む多岐の分野において様々なナノ材料への応用が期待されます。
Wang, Y.; Quinsaat, J. E. Q.; Ono, T.; Maeki, M.; Tokeshi, M.; Isono, T.; Tajima, K.; Satoh, T.; Sato, S.; Miura, Y.; *Yamamoto, T. Enhanced Dispersion Stability of Gold Nanoparticles by the Physisorption of Cyclic Poly(Ethylene Glycol), Nat. Commun. 2020, 11, 6089.
種々のポリエチレングリコール（PEG）により修飾した金ナノ粒子（AuNPs）の加熱実験。環状PEGを使用するとAuNPsが分散安定化され，その特徴である赤色が最も強く残存した。右図では各種PEGを使用した場合の色の濃さを定量的に示した。
Currently, researches on various nanoparticle-based drugs, such as drug delivery system (DDS) carriers, are progressing, and many of which are based on modification of the particle surface with biocompatible poly(ethylene glycol) (PEGylation). PEGylation of metal nanoparticles is almost exclusively based on chemisorption with thiols. In contrast, our research group found that gold nanoparticles (AuNPs) modified by physisorption of cyclic PEG without structural defects exhibit very high dispersion stability. Furthermore, this method is superior to chemisorption with thiols in terms of dispersion stability and was shown to be effective in animal experiments.
This method using physisorption of cyclic PEG is simple and widely applicable regardless of the particle materials and is expected to be applied to various nanomaterials in a wide range of fields including medicine.
Wang, Y.; Quinsaat, J. E. Q.; Ono, T.; Maeki, M.; Tokeshi, M.; Isono, T.; Tajima, K.; Satoh, T.; Sato, S.; Miura, Y.; *Yamamoto, T. Enhanced Dispersion Stability of Gold Nanoparticles by the Physisorption of Cyclic Poly(Ethylene Glycol), Nat. Commun. 2020, 11, 6089.
Heating of gold nanoparticles (AuNPs) modified with various polyethylene glycols (PEG). The use of cyclic PEG stabilized the dispersion of AuNPs, and the characteristic red color remained with the highest intensity. The right figure quantitatively shows the intensity of the color when various PEGs were used.
