JP2014162785A - Nano-dispersion method of hardly-soluble organic substance, and nanoparticle colloid of hardly-soluble organic substance obtained by the dispersion method - Google Patents

Nano-dispersion method of hardly-soluble organic substance, and nanoparticle colloid of hardly-soluble organic substance obtained by the dispersion method Download PDF

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Satoshi Fujita
聡 藤田
Akiko Nakada
明子 中田
Shunsuke Ito
俊輔 伊藤
Tetsuya Ozeki
哲也 尾関
Tatsuaki Tagami
辰秋 田上
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for nanoparticle colloid of hardly-soluble organic substance with high purity which has excellent dispersion stability and storage stability, and no impurity, a technology for nanoparticle colloid which maintains a structure of original hardly-soluble organic substance and has improved functions, such as activity and reactivity, compared with, for example, a solution of the organic substance, and a technology for nanoparticle colloid in which nanoparticles have high surface modification performance.SOLUTION: In a nano-dispersion method of hardly-soluble organic substance, the hardly-soluble organic substance is irradiated with an ultrashort pulse laser beam in a liquid or solid medium and is subjected to laser ablation, the hardly-soluble organic substance is refined to nanoparticles, and the nanoparticles are dispersed in the liquid or solid medium. Nanoparticle colloid is obtained by the nano-dispersion method of hardly-soluble organic substance.

Description

本願発明は、難溶性有機物質のナノ分散方法、及び当該分散方法によって得られた難溶性有機物質のナノ粒子コロイドに関するものである。   The present invention relates to a nano-dispersion method of a hardly soluble organic substance and a nanoparticle colloid of the hardly soluble organic substance obtained by the dispersing method.

ナノ粒子とは、平均粒径が1マイクロメートル(μm)未満、一般には、粒子の直径が1〜100ナノメートル(nm)程度の超微粒子を指す。ナノ粒子は、通常の大きさの固体や当該固体を溶解させた溶液と比べて、その高表面積によって分散性及び拡散性等が増大し、更に活性や反応性等の機能を向上し得るとして、医療、農薬、化粧品、環境、電子デバイス、化学反応触媒等、幅広い技術分野への応用が期待されている。そのため、ナノ粒子の特性を利用すべく研究開発が進められている。また、ナノ粒子を水や有機溶媒等に分散させたナノ粒子コロイドは沈殿や相分離を起こさないとして、特に難溶性のためにその利用が制限されていた物質への適用が期待されている。   A nanoparticle refers to an ultrafine particle having an average particle diameter of less than 1 micrometer (μm), and generally having a particle diameter of about 1 to 100 nanometers (nm). Compared to a solid having a normal size or a solution in which the solid is dissolved, the nanoparticles have increased dispersibility and diffusivity due to their high surface area, and can further improve functions such as activity and reactivity. Applications to a wide range of technical fields such as medicine, agricultural chemicals, cosmetics, the environment, electronic devices, and chemical reaction catalysts are expected. For this reason, research and development are being carried out to utilize the characteristics of nanoparticles. In addition, nanoparticle colloids in which nanoparticles are dispersed in water, an organic solvent, or the like are expected to be applied to substances whose use has been restricted due to their poor solubility, assuming that they do not cause precipitation or phase separation.

そして、ナノ粒子が他の物質の中に分散したナノ粒子コロイドを作製する方法が報告されており、例えば、逆ミセル法を用いて無機金属のナノ粒子コロイドを作製する方法が報告されている(例えば、特許文献1を参照のこと)。詳細には、特許文献1には、水、疎水性有機溶媒、界面活性剤、及び前記疎水性有機溶媒を基準にして溶解度パラメーターの差が0〜5の親水性有機溶媒を含み、前記親水性有機溶媒を全容積1リットル(L)当り2〜300ミリモル(mmol)を含む逆ミセル液、また、水、疎水性有機溶媒、界面活性剤、及び前記界面活性剤を基準にして無機性値/有機性値比の差が±1.5以内である親水性有機溶媒を含み、前記親水性有機溶媒は、全容積1リットル(L)当り2〜300ミリモル(mmol)含む逆ミセル液が開示されている。そして、当該逆ミセル液を使用して、金属、合金又はその酸化物の無機ナノ粒子を作製する方法が開示されている。また、高分子ミセル中に低分子抗酸化剤を内包する技術(例えば、特許文献2を参照のこと)が報告されている。詳細には、特許文献2には、高分子ミセル形態の高分子化環状ニトロキシドラジカル化合物中に、低分子抗酸化剤が内包された組成物が開示されている。そして、高分子ミセル内に封入される低分子抗酸化剤としてビタミンE、βカロテン、ユビキノン、ビリルビン等の難水溶性薬物が例示され、これらを水性媒体中で可溶化でき、難水溶性のために利用分野が限定されていた抗酸化剤の用途を拡張できることが開示されている。   A method for producing a nanoparticle colloid in which nanoparticles are dispersed in another substance has been reported. For example, a method for producing a nanoparticle colloid of an inorganic metal using a reverse micelle method has been reported ( For example, see Patent Document 1). Specifically, Patent Document 1 includes water, a hydrophobic organic solvent, a surfactant, and a hydrophilic organic solvent having a solubility parameter difference of 0 to 5 based on the hydrophobic organic solvent. Reverse micelle solution containing 2 to 300 millimoles (mmol) per liter (L) of total volume of organic solvent, and water / hydrophobic organic solvent, surfactant, and inorganic value based on the surfactant / A reverse micelle solution containing a hydrophilic organic solvent having a difference in organic value ratio within ± 1.5 and containing 2 to 300 millimoles (mmol) per 1 liter (L) of the total volume is disclosed. . And the method of producing the inorganic nanoparticle of a metal, an alloy, or its oxide using the said reverse micelle liquid is disclosed. In addition, a technique for encapsulating a low molecular weight antioxidant in a polymer micelle (see, for example, Patent Document 2) has been reported. Specifically, Patent Document 2 discloses a composition in which a low molecular weight antioxidant is encapsulated in a polymerized cyclic nitroxide radical compound in a polymer micelle form. Examples of low molecular weight antioxidants encapsulated in polymer micelles include poorly water-soluble drugs such as vitamin E, β-carotene, ubiquinone, and bilirubin, which can be solubilized in an aqueous medium, It is disclosed that it is possible to expand the use of antioxidants whose fields of use are limited.

ここで、難水溶性薬剤の生体への適用は、生体膜や細胞内部へ浸透し難く期待した薬効が得られないという問題があった。例えば、経口投与した場合には消化管粘膜からの吸収性が乏しくバイオアベイラビリティーの著しい低下をきたす。また非経口投与の場合にも、例えば、筋肉内や皮下注射により投与された薬剤は、体循環に到達するのに1以上の生体膜を通過する必要があるため、バイオアベイラビリティーの改善は限定的である。更に、標的細胞内部に輸送されず所望の薬効を奏することなく体外に排出されていた。そのため、難水溶性薬物の溶解性、吸収性、細胞内浸透性の改善は、製剤設計の上で重要な課題となっている。特に、近年、創薬戦略の変化により、コンビナトリアルケミストリーやハイスループットスクリーニング等の利用により、大量の医薬品候補化合物が大量に合成され評価されることとなった。そのため創薬現場では難水溶性化合物が増加しており、その製剤設計が大きな課題となっている。   Here, the application of a poorly water-soluble drug to a living body has a problem that the expected medicinal effect cannot be obtained because it hardly penetrates into biological membranes and cells. For example, when administered orally, the absorbability from the gastrointestinal mucosa is poor and the bioavailability is significantly reduced. Also for parenteral administration, for example, drugs administered by intramuscular or subcutaneous injection must pass through one or more biological membranes to reach the systemic circulation, thus limiting bioavailability improvements. Is. Furthermore, it was not transported to the inside of the target cell and was discharged outside the body without exhibiting a desired drug effect. Therefore, improvement of the solubility, absorbability, and intracellular permeability of a poorly water-soluble drug is an important issue in formulation design. In particular, due to changes in drug discovery strategies in recent years, a large amount of drug candidate compounds have been synthesized and evaluated in large quantities by using combinatorial chemistry, high-throughput screening, and the like. Therefore, poorly water-soluble compounds are increasing in the field of drug discovery, and the formulation design has become a big issue.

特開2009−82828号公報JP 2009-82828 A 特開2011−184429号公報JP 2011-184429 A

しかしながら、特許文献1の技術は、ナノ粒子コロイドを作製する技術であるが、かかるナノ粒子コロイドを元の固体と比したときの活性や反応性等の機能についての開示はなされていない。また、特許文献1の技術は、無機金属を一旦イオン化し、これを還元することによりナノ粒子に調製するものであり、調製に際して、疎水性及び親水性の有機溶媒や、界面活性剤等の様々な試薬を用いるものである。そのため、生体適用を目的とする医薬、化粧品、食品分野等への当該技術の応用は困難であるとの問題点があった。   However, although the technique of Patent Document 1 is a technique for producing a nanoparticle colloid, there is no disclosure of functions such as activity and reactivity when such a nanoparticle colloid is compared with the original solid. Moreover, the technique of patent document 1 ionizes an inorganic metal once and prepares it to a nanoparticle by reducing this, In the preparation, various kinds of hydrophobic and hydrophilic organic solvents, surfactants, and the like are used. A simple reagent is used. For this reason, there is a problem that it is difficult to apply the technology to the fields of medicine, cosmetics, food, etc. intended for living body application.

特許文献2の技術も特許文献1の技術と同様にミセルを利用するものであり、高分子ミセルに薬剤を内包する手法である。そして、特許文献2に開示の組成物の生体適用として、アルツハイマー疾患への適用を検討した結果が開示されている。しかしながら、当該組成物の調製に際して、高分子化環状ニトロキシドラジカル化合物をはじめとして様々な試薬を用いることから、その応用範囲は制限されることが予想される。したがって、依然として特許文献1の問題点を解決するものではなかった。   The technique of Patent Document 2 uses micelles similarly to the technique of Patent Document 1, and is a technique of encapsulating a drug in polymer micelles. And the result of having examined the application to Alzheimer's disease as a biological application of the composition indicated by patent documents 2 is indicated. However, since various reagents including a polymerized cyclic nitroxide radical compound are used in the preparation of the composition, the application range is expected to be limited. Therefore, it still does not solve the problem of Patent Document 1.

そこで、本願発明は、かかる従来技術の問題を鑑みて、優れた分散安定性及び保存安定性を持ち、かつ、不純物を含まない高純度の難溶性有機物質のナノ粒子コロイドを提供できる技術の構築を目的とする。そして、元の難溶性有機物質の構造を保持して当該有機物質の溶解液等よりも活性や反応性等の機能が向上したナノ粒子コロイドを提供できる技術の構築を目的とする。また、含有ナノ粒子が、高い表面修飾能を有するナノ粒子コロイドを提供できる技術の構築を目的とする。   Therefore, in view of the problems of the prior art, the present invention is a technology that can provide a nanoparticle colloid of a highly pure hardly soluble organic material that has excellent dispersion stability and storage stability and does not contain impurities. With the goal. And it aims at construction of the technique which can provide the nanoparticle colloid which retained the structure of the original poorly soluble organic substance, and improved functions, such as activity and reactivity, compared with the solution etc. of the said organic substance. Moreover, it aims at construction | assembly of the technique in which the containing nanoparticle can provide the nanoparticle colloid which has high surface modification ability.

本願発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意研究した結果、難溶性有機物質にパルス幅がフェムト秒レベル等の超短パルスレーザー光を照射してレーザーアブレーションすることによって、優れた分散安定性及び保存安定性を持ち、かつ、不純物を含まない高純度のナノ粒子コロイドを提供できることを見出した。また、レーザーアブレーションは、非熱処理で行う物理的粉砕手法であるため、当該ナノ粒子が高い表面修飾能を有し、かつ、元の有機物質の構造を保持し、当該有機物質の懸濁液や溶解液等よりも活性や反応性等の機能が向上したナノ粒子コロイドを提供できることを見出し、これらの知見に基づいて本願発明を完成するに至った。   As a result of intensive research to solve the above problems, the inventors of the present application have achieved excellent dispersion stability by irradiating a poorly soluble organic substance with ultrashort pulsed laser light having a pulse width of femtosecond level, etc. It was also found that a high-purity nanoparticle colloid having storage stability and free of impurities can be provided. In addition, laser ablation is a physical pulverization technique that is performed without heat treatment, so that the nanoparticles have a high surface modification ability and retain the structure of the original organic substance, The present inventors have found that a colloidal nanoparticle with improved functions such as activity and reactivity can be provided compared with a solution and the like, and have completed the present invention based on these findings.

すなわち、以下の〔1〕〜〔7〕に示す発明を提供する。
〔1〕難溶性有機物質のナノ分散方法であって、液体又は固体の媒体中で前記難溶性有機物質に超短パルスレーザー光を照射してレーザーアブレーションすることにより前記難溶性有機物質をナノ粒子に微細化し、前記液体又は固体の媒体中に前記ナノ粒子を分散させる、難溶性有機物質のナノ分散方法。
〔2〕前記超短パルスレーザー光が、パルス時間幅が1フェムト秒以上1ピコ秒未満のレーザー光である。
〔3〕前記媒体が、液体である。
〔4〕前記難溶性有機物質が、抗酸化剤、抗炎症剤、及び抗悪性腫瘍剤から選択される。
〔5〕前記難溶性有機物質が、脂溶性ビタミン類である。
〔6〕前記脂溶性ビタミン類が、ビタミンEである。
〔7〕上記難溶性有機物質のナノ分散方法により得られた難溶性有機物質のナノ粒子コロイド。
That is, the invention shown in the following [1] to [7] is provided.
[1] A nano-dispersion method of a hardly soluble organic substance, wherein the hardly soluble organic substance is nano-particled by irradiating the hardly soluble organic substance with an ultrashort pulse laser beam in a liquid or solid medium to perform laser ablation. A nano-dispersion method of a sparingly soluble organic material, wherein the nano-particles are dispersed into the liquid or solid medium.
[2] The ultrashort pulse laser beam is a laser beam having a pulse time width of 1 femtosecond or more and less than 1 picosecond.
[3] The medium is a liquid.
[4] The poorly soluble organic substance is selected from an antioxidant, an anti-inflammatory agent, and an antineoplastic agent.
[5] The hardly soluble organic substance is a fat-soluble vitamin.
[6] The fat-soluble vitamin is vitamin E.
[7] A nanoparticle colloid of a hardly soluble organic material obtained by the nano-dispersion method of the hardly soluble organic material.

上記〔1〕〜〔6〕の構成によれば、液体又は固体媒体中で難溶性有機物質に超短パルスレーザー光を照射してレーザーアブレーションすることによって、難溶性有機物質のナノ分散方法を提供することができる。当該方法は、難溶性有機物質をナノサイズに物理的粉砕することにより媒体中に均一に微細分散化するものである。したがって、非熱加工であるために、難溶性有機物質の化学構造を破壊することなくナノ分散可能である。また、親水基を付加する等の従来公知の化学的処理方法に比べて簡便に行うことができると共に、その表面にコーティング等の化学的修飾が施されていないため、高い表面修飾能を有するナノ粒子を得られるとの利点がある。さらに、分散剤といった反応試薬類等をはじめとする不純物がその作製過程で混入することなく、難溶性有機物質のナノ分散が可能であるとの利点をも有する。そして、当該方法により得られるナノ粒子コロイドは、粒子状であるため、粒子内部は光から保護される。その結果、溶液とは異なり有機物質の酸化が抑制され、保存安定性にも優れたナノ粒子コロイドを提供できるとの利点がある。そして、当該方法により得られるナノ粒子コロイドは、生体内に投与した場合に、元の難溶性有機物質を溶媒に溶解や懸濁させた溶解液や懸濁液の状態と比べて当該有機物質を細胞内に高濃度に輸送することができる。さらに、従来において、難溶性であるが故に、生体内への投与が困難であったり、投与形態が制限されていた難溶性有機物質の用途を大幅に拡張するために貢献できる技術を提供できるとの利点もある。   According to the above configurations [1] to [6], a method for nano-dispersing a sparingly soluble organic material is provided by irradiating a sparingly soluble organic material with an ultrashort pulsed laser beam in a liquid or solid medium to perform laser ablation. can do. In this method, a hardly soluble organic substance is physically pulverized to a nano size to be uniformly finely dispersed in a medium. Therefore, since it is non-thermal processing, it can be nano-dispersed without destroying the chemical structure of the hardly soluble organic substance. In addition, it can be carried out more easily than conventionally known chemical treatment methods such as adding a hydrophilic group, and the surface thereof is not subjected to chemical modification such as coating. There is an advantage that particles can be obtained. Furthermore, there is an advantage that nano-dispersion of a hardly soluble organic substance is possible without mixing impurities such as a reaction reagent such as a dispersing agent in the production process. And since the nanoparticle colloid obtained by the said method is a particulate form, the inside of particle | grains is protected from light. As a result, unlike a solution, there is an advantage that an organic substance can be prevented from being oxidized and a nanoparticle colloid excellent in storage stability can be provided. And when the nanoparticle colloid obtained by the said method is administered in the living body, the said organic substance is compared with the state of the solution or suspension which dissolved or suspended the original poorly soluble organic substance in the solvent. It can be transported into cells at a high concentration. Furthermore, it is possible to provide a technique that can contribute to greatly expanding the use of a hardly soluble organic substance that has been difficult to administer in vivo due to its poor solubility or has been restricted in dosage form. There are also advantages.

特に、上記〔2〕の構成によれば、レーザーアブレーションに際して、1フェムト秒以上1ピコ秒未満の超短パルスレーザー光を照射するフェムト秒レーザーを利用する。これにより、極めて短い時間内に極めて強いレーザー光を難溶性有機物質に照射でき、また小さな熱影響部の結果として、レーザーアブレーション効率を高めることができる。   In particular, according to the configuration [2] above, a femtosecond laser that irradiates an ultrashort pulse laser beam of 1 femtosecond or more and less than 1 picosecond during laser ablation is used. This makes it possible to irradiate the sparingly soluble organic substance with extremely strong laser light within an extremely short time, and as a result of a small heat-affected zone, the laser ablation efficiency can be increased.

また、上記〔3〕の構成によれば、液体媒体中で難溶性有機物質を微細分散化することから、難溶性有機物質のナノ粒子コロイド液を提供することができる。かかるナノ粒子コロイド液は、溶解液や懸濁液の状態の場合よりも活性や反応性等の機能が向上しており、医薬や化学触媒等、様々な技術分野で利用することができる。   Moreover, according to the configuration of [3] above, since the hardly soluble organic substance is finely dispersed in the liquid medium, a nanoparticle colloidal solution of the hardly soluble organic substance can be provided. Such a nanoparticle colloidal solution has improved functions such as activity and reactivity compared to the case of a solution or suspension, and can be used in various technical fields such as pharmaceuticals and chemical catalysts.

更に、上記〔4〕〜〔6〕の構成によれば、難溶性薬剤のナノ分散方法を提供することができ、難溶性薬剤のバイオアベイラビリティーを高めることができる。つまり、当該方法により得られるナノ粒子コロイドを生体内に投与した場合に、元の難溶性有機物質を溶媒に溶解や懸濁させた溶解液や懸濁液の状態と比べて当該有機物質を細胞内に高濃度に輸送することができ、その薬効を十分に発揮することができる。さらに、従来において、難溶性であるが故に、生体内への投与が困難であったり、投与形態が制限されていた難溶性有機物質の用途を大幅に拡張することができる。難溶性有機物質が増加している昨今、その利用価値は非常に高いといえる。   Furthermore, according to the configuration of [4] to [6] above, it is possible to provide a nano-dispersing method for a poorly soluble drug, and to improve the bioavailability of the hardly soluble drug. In other words, when the nanoparticle colloid obtained by the method is administered into a living body, the organic substance is expressed in cells compared with a solution or suspension in which the original poorly soluble organic substance is dissolved or suspended in a solvent. It can be transported at a high concentration in the inside, and its medicinal effects can be sufficiently exerted. Furthermore, conventionally, since it is hardly soluble, the use of the hardly soluble organic substance, which is difficult to administer to a living body or whose administration form is limited, can be greatly expanded. The use value is very high nowadays when the hardly soluble organic substances are increasing.

上記〔7〕の構成によれば、難溶性有機物質のナノ粒子コロイドを提供できる。当該ナノ粒子コロイドは、物理的粉砕により難溶性有機物質をナノサイズに微細分散化したコロイドである。そして、非熱加工で調製されるため、難溶性有機物質の化学構造を破壊することなくナノ分散したナノ粒子コロイドを提供できる。また、当該ナノ粒子コロイドは、化学的処理法で調製したものとは異なり、ナノ粒子の表面にコーティング等の化学的修飾が施されていないため、高い表面修飾能を有するナノ粒子を含んでいるとの利点がある。さらに、反応試薬等の不純物が混入せず、高純度な難溶性有機物質のナノ粒子コロイドである。また、当該ナノ粒子コロイドは、粒子状であるため、粒子内部は光から保護されるため、溶液とは異なり有機物質の酸化が抑制され、保存安定性にも優れるとの利点がある。そして、当該ナノ粒子コロイドは、生体内に投与した場合に、元の難溶性有機物質を溶媒に溶解や懸濁させた溶解液や懸濁液の状態と比べて当該有機物質を細胞内に高濃度に輸送することができる。さらに、従来において、難溶性であるが故に、生体内への投与が困難であったり、投与形態が制限されていた難溶性有機物質の用途を大幅に拡張することができる。   According to the configuration of [7] above, a nanoparticle colloid of a hardly soluble organic substance can be provided. The nanoparticle colloid is a colloid obtained by finely dispersing a sparingly soluble organic substance into a nanosize by physical pulverization. And since it is prepared by non-thermal processing, a nano-dispersed nano-particle colloid can be provided without destroying the chemical structure of the hardly soluble organic substance. In addition, the nanoparticle colloids are different from those prepared by chemical treatment, because the surface of the nanoparticles is not subjected to chemical modification such as coating, and therefore contains nanoparticles with high surface modification ability. And have the advantage. Furthermore, it is a nanoparticle colloid of a highly pure hardly soluble organic substance that does not contain impurities such as reaction reagents. Further, since the nanoparticle colloid is in the form of particles and the inside of the particles is protected from light, unlike the solution, there is an advantage that the oxidation of the organic substance is suppressed and the storage stability is excellent. When the nanoparticle colloid is administered into a living body, the organic colloid is increased in the cell compared to a solution or suspension obtained by dissolving or suspending the original poorly soluble organic substance in a solvent. Can be transported to a concentration. Furthermore, conventionally, since it is hardly soluble, the use of the hardly soluble organic substance, which is difficult to administer to a living body or whose administration form is limited, can be greatly expanded.

本願発明のナノ分散方法の利用に適したレーザー系システムを概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the laser type | system | group system suitable for utilization of the nano dispersion | distribution method of this invention. ビタミンEのナノ粒子コロイドを用いた抗酸化及び抗炎症能の検証を行った実施例1の結果を示すグラフであり、マクロファージ細胞に添加したVE量(μg)と蛍光強度の関係を示す。蛍光強度は活性酸素種の産生量と相関し、同濃度のVEのナノ粒子コロイドと溶液とを比較する。It is a graph which shows the result of Example 1 which performed the verification of the antioxidant and anti-inflammatory ability using the nanoparticle colloid of vitamin E, and shows the relationship between the VE amount (microgram) added to the macrophage cell, and fluorescence intensity. The fluorescence intensity correlates with the amount of reactive oxygen species produced, and the same concentration of VE nanoparticle colloid is compared with the solution. ビタミンEのナノ粒子コロイドを用いた抗酸化及び抗炎症能の検証を行った実施例2の結果を示すグラフであり、TNF-αmRNA量をβアクチンmRNA量との相対量比で表し、同濃度のVEのナノ粒子コロイドと溶液とを比較する。It is a graph which shows the result of Example 2 which verified the antioxidant and anti-inflammatory ability using the nanoparticle colloid of vitamin E, and represents the amount of TNF-α mRNA as a relative amount ratio with the amount of β-actin mRNA, and the same concentration Compare VE nanoparticle colloids and solutions.

以下、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本願発明の難溶性有機物質の分散方法は、液体又は固体媒体中で前記難溶性有機物質に超短パルスレーザー光を照射してレーザーアブレーションすることにより、当該難溶性有機物質をナノ粒子に微細化すると共に、前記液体又は固体媒体中に前記ナノ粒子を分散させるものである。   The dispersion method of the sparingly soluble organic material of the present invention is to refine the sparingly soluble organic material into nanoparticles by irradiating the sparingly soluble organic material with an ultrashort pulse laser beam in a liquid or solid medium and performing laser ablation. In addition, the nanoparticles are dispersed in the liquid or solid medium.

ここで、分散とは、連続的な均一相の物質中に、他の物質が微粒子の状態となって散在している現象を意味するものとする。微粒子を散在させている物質を分散媒と称し、そして、散在している微粒子の方を分散質と称することができる。そしてナノ分散とは、分散媒中に、分散質がナノサイズの微粒子の状態、即ち、ナノ粒子となって散在している現象を意味するものとする。このとき、分散質は沈降することなく、分散媒中に安定的に分散されていることが好ましい。そして、このように、分散媒中に分散質がナノ分散した状態にあるものをナノ粒子コロイドと称する。   Here, the dispersion means a phenomenon in which other substances are dispersed in the form of fine particles in a continuous homogeneous phase substance. A substance in which fine particles are dispersed can be referred to as a dispersion medium, and the dispersed fine particles can be referred to as a dispersoid. The nano-dispersion means a state in which the dispersoid is dispersed in the form of nano-sized fine particles, that is, as nanoparticles. At this time, it is preferable that the dispersoid is stably dispersed in the dispersion medium without settling. And in this way, what has the dispersoid nano-dispersed in a dispersion medium is called a nanoparticle colloid.

そして、ナノ粒子とは、平均粒径が1μm未満、一般には、粒子の直径が1〜100nm程度の超微粒子を指すが、ここでは、粒径は、20 〜 1000 nm であることが好ましく、 50 〜 300 nmであることがより好ましい。粒子径が 1000 nmよりも大きいと、ナノ粒子が数時間で沈降するようになり、分散性に問題が生じるため、安定した分散性を確保するため、粒径が 500 nm以下であること、そして調製された粒子の大きさがばらつかないことが好ましい。   Nanoparticles refer to ultrafine particles having an average particle size of less than 1 μm, and generally having a particle diameter of about 1 to 100 nm. Here, the particle size is preferably 20 to 1000 nm, More preferably, it is ˜300 nm. If the particle size is larger than 1000 nm, the nanoparticles will settle out in a few hours, causing problems in dispersibility. To ensure stable dispersibility, the particle size should be 500 nm or less, and It is preferable that the size of the prepared particles does not vary.

本願発明のナノ分散方法の対象となる物質、所謂、分散質となり得る物質は、難溶性有機物質である。ここで、難溶性とは、水難溶性であり、BCSクラスIIまたはクラスIVに分類される薬物に相当する。水等の媒体に対して溶解し難い性質を意味する。好ましく、水難溶性である。本明細書においては、難溶性には、溶媒にほとんど若しくは全く溶解しない、所謂、不溶性をも含むものとする。また、分散目的とする溶媒に対して難溶性を示す場合には、他の溶媒に対して易溶性であっても、当該物質を本発明の分散方法の対象とすることができる。   A substance that is a target of the nano-dispersing method of the present invention, that is, a substance that can be a dispersoid is a hardly soluble organic substance. Here, poorly soluble means poorly water-soluble and corresponds to drugs classified as BCS class II or class IV. It means a property that is difficult to dissolve in a medium such as water. Preferably, it is poorly water soluble. In the present specification, the poor solubility includes so-called insolubility that hardly or not dissolves in the solvent. In addition, in the case where it is hardly soluble in a solvent to be dispersed, the substance can be a target of the dispersion method of the present invention even if it is easily soluble in other solvents.

有機物質とは、その構造内に少なくとも炭素原子を構成元素として含む化合物を意味する。炭素原子の他に水素、窒素、酸素、硫黄、リン、ハロゲン原子等を含むことができる。また、非共有電子対を持つ有機物質が、金属若しくは金属イオンに配位結合した金属錯体や、構造内に炭素と金属原子の直接結合を含む有機金属化合物、構造内の酸素、窒素、リン原子が金属に結合したものや、有機酸の金属塩等も含むものとする。   An organic substance means a compound containing at least a carbon atom as a constituent element in its structure. In addition to carbon atoms, hydrogen, nitrogen, oxygen, sulfur, phosphorus, halogen atoms and the like can be contained. In addition, an organic substance having an unshared electron pair is a metal complex in which a metal or a metal ion is coordinated, an organometallic compound including a direct bond between a carbon atom and a metal atom in the structure, an oxygen, nitrogen, or phosphorus atom in the structure. Includes those bonded to a metal, metal salts of organic acids, and the like.

難溶性有機物質は、固体であることが好ましく、特に好ましくは常温で固体である。また、その形状は、塊状、粒状、粉状等の何れであってもよい。   The hardly soluble organic substance is preferably a solid, particularly preferably a solid at room temperature. Moreover, the shape may be any of a block shape, a granular shape, a powder shape, and the like.

難溶性有機物質として、医療及び化粧用薬剤、農薬、染料、試薬等が例示される。好ましくは、医療用薬剤であり、抗酸化剤、抗炎症剤、抗悪性腫瘍剤、鎮痛薬、鎮咳剤、利尿剤、抗菌剤、抗ウイルス剤、筋弛緩剤、胃腸治療剤、精神神経治療剤、糖尿病治療剤及び心臓血管治療剤、栄養補助剤等を例示することができるが、これらに限定するものではない。好ましくは、抗酸化剤、抗炎症剤、抗悪性腫瘍剤である。具体的には、抗酸化、抗炎症剤としては、植物由来の成分が例示される。例えば、ビタミンA、ビタミンD、ビタミンE、ビタミンK等の脂溶性ビタミン類が挙げられる。また、プロビタミンAであるαカロテン、βカロテン、γカロテン及びδカロテン、そしてリコペン等のカロテン類、ルテイン、アスタキサンチン等のキサントフィル類等を含めたカロテノイド類、クルクミン等のクルクミノイド、イソフラボン、ケルセチン、ルチン等のフラボノイド類を含めたポリフェノール類が例示される。さらに、フロロブロフェン、インドメタシン、イブプロフェン、アセトアミノフェン等の抗炎症剤、グルココルチコイド、フルオロメトロン、ベタメザゾン等のステロイド系抗炎症剤、パクリタキセル、ドセタキセル、エトポシド、タモキシフェン、カンプトテシン等の抗悪性腫瘍剤、シクロスポリン等の免疫抑制剤、クラリスロマイシン、ミコナゾール等の抗菌剤、レバミピド等の胃腸治療剤、ニフェジピン等の心臓血管治療剤、フェニトイン等の精神神経治療用剤等も例示される。しかしながら、これらに限定されるものではなく、広く難溶性の薬剤を対象とすることができる。   Examples of poorly soluble organic substances include medical and cosmetic drugs, agricultural chemicals, dyes, reagents and the like. Preferably, it is a medical drug, antioxidant, anti-inflammatory agent, antineoplastic agent, analgesic, antitussive, diuretic, antibacterial agent, antiviral agent, muscle relaxant, gastrointestinal therapeutic agent, neuropsychiatric therapeutic agent, Examples thereof include, but are not limited to, diabetes therapeutic agents, cardiovascular therapeutic agents, nutritional supplements, and the like. Antioxidants, anti-inflammatory agents, and anti-malignant tumor agents are preferred. Specifically, plant-derived components are exemplified as antioxidant and anti-inflammatory agents. For example, fat-soluble vitamins such as vitamin A, vitamin D, vitamin E, vitamin K and the like can be mentioned. In addition, α-carotene, β-carotene, γ-carotene and δ-carotene, which are provitamins A, and carotenoids including carotenes such as lycopene, xanthophylls such as lutein and astaxanthin, curcuminoids such as curcumin, isoflavones, quercetin and rutin And polyphenols including flavonoids such as Furthermore, anti-inflammatory agents such as fluorobrofen, indomethacin, ibuprofen, acetaminophen, steroidal anti-inflammatory agents such as glucocorticoid, fluorometholone, betamethazone, antineoplastic agents such as paclitaxel, docetaxel, etoposide, tamoxifen, camptothecin, Examples include immunosuppressive agents such as cyclosporine, antibacterial agents such as clarithromycin and miconazole, gastrointestinal therapeutic agents such as rebamipide, cardiovascular therapeutic agents such as nifedipine, and neuropsychiatric therapeutic agents such as phenytoin. However, the present invention is not limited to these, and a wide range of poorly soluble drugs can be targeted.

好ましくは、難溶性有機物質は脂溶性ビタミン類である。脂溶性ビタミン類には、ビタミンA、ビタミンD、ビタミンE、ビタミンK等が含まれる。そして、ビタミンAとしては、レチノール、3−デヒドロレチノール及びその誘導体、ビタミンDとしては、コレカルシフェロール、エルゴカルシフェロール及びその誘導体、ビタミンEとして、α、β、γ−トコフェロール、α、β、γ−トコトリエノール及びその誘導体、ビタミンKとしてフィロキノン、メトキノン、メナジオン及びその誘導体等が例示されるが、これらに限定するものではない。誘導体としては、例えば、コハク酸、酢酸や脂肪酸等のエステルが挙げられる。また、難溶性のプロビタミンも本願発明の分散の対象とすることができる。   Preferably, the poorly soluble organic substance is a fat-soluble vitamin. Fat-soluble vitamins include vitamin A, vitamin D, vitamin E, vitamin K and the like. As vitamin A, retinol, 3-dehydroretinol and derivatives thereof, vitamin D as cholecalciferol, ergocalciferol and derivatives thereof, vitamin E as α, β, γ-tocopherol, α, β, γ -Tocotrienol and derivatives thereof, and vitamin K include phylloquinone, methoquinone, menadione and derivatives thereof, but are not limited thereto. Examples of the derivatives include esters such as succinic acid, acetic acid, and fatty acids. In addition, poorly soluble provitamins can also be targeted for dispersion in the present invention.

なかでも、ビタミンEが好ましく、特には、常温で固形状態であるビタミンEのコハク酸エステルが好ましい。ビタミンEは、抗酸化作用、抗炎症作用、抗老化作用を有し、細菌感染症、動脈硬化症、心臓血管疾患、褥瘡、凍傷、老化の予防や治療に有用であるとの報告がある優れた薬効を有する物質である。   Among these, vitamin E is preferable, and succinic acid ester of vitamin E that is solid at room temperature is particularly preferable. Vitamin E has antioxidant, anti-inflammatory and anti-aging effects and is reported to be useful for the prevention and treatment of bacterial infections, arteriosclerosis, cardiovascular diseases, pressure ulcers, frostbite and aging It has a medicinal effect.

つまり、本願発明のナノ分散方法の好適対象となる難溶性有機物質は優れた薬効を有するなど、優れた機能を持ちながらも難溶性であるために、その利用が制限されると共に、その機能を十分に発揮し得なかった物質である。本願発明の方法によって、これらの物質を微細分散化させることによって、その機能を十分に発揮及び増強することができる。   In other words, the poorly soluble organic substance that is a suitable target for the nano-dispersing method of the present invention has an excellent medicinal effect and is poorly soluble while having an excellent function. It is a substance that could not be fully demonstrated. By finely dispersing these substances by the method of the present invention, their functions can be sufficiently exhibited and enhanced.

分散媒は、液体及び固体媒体の別は問わないが、好ましくは、流動性を有する状態である液体である。そして、分散媒が固体媒体である場合には、分散質が均一に分散可能なように粉末であることが好ましい。また、固体と液体が混合したゲル若しくはゾル状態であってもよい。分散媒としては、例えば、水、蒸留水、生理食塩水、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリム、硫酸カリウム、炭酸水素ナトリム、硝酸アンモニウム等の塩溶液、リン酸緩衝液、ホウ酸緩衝液、トリス緩衝液、クエン酸、フマル酸緩衝液等の緩衝液等の水性媒体、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、アリールアルコール、エチレングリコール、グリセリン等のアルコール類、ジエチルエーテル等のエーテル類、クロロホルム、ベンゼン、アセトン、ヘキサン、アセトニトリル等の有機性媒体、ヒマシ油、オリーブ油、ダイズ油、アマニ油、パーム油、ゴマ油、カルナバロウ等の植物油、ミツロウ、スクワラン、ラノリン等の動物油、パラフィン、ワセリン等の鉱物油等の油、炭酸カルシウム等の無機酸塩、乳糖、白糖、ブドウ糖、デンプン、セルロース、ゼラチン、カルボキシメチルセルロース、デキストラン等の糖類、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレン、シリコン等の合成高分子ポリマー等が例示されるが、これに限定されるものではなく、公知の分散媒として使用可能な液体又は固体媒体を利用することができる。そして、分散媒は、本願発明のナノ分散方法の産物であるナノ粒子コロイドの用途及び目的に応じて適宜選択される。ただし、分散質となる難溶解性有機物質が溶解してしまうことは望ましくないため、分散媒の選択に当たっては分散質となる難溶性有機物質の溶解性を考慮することが重要であり、難溶解性を示す媒体を分散媒として選択する。例えば、分散の対象が難水溶性有機物質である場合には、水や水性媒体を分散媒として使用することが好ましい。   The dispersion medium may be a liquid or a solid medium, but is preferably a liquid having a fluidity. And when a dispersion medium is a solid medium, it is preferable that it is a powder so that a dispersoid can disperse | distribute uniformly. Further, it may be in a gel or sol state in which a solid and a liquid are mixed. Examples of the dispersion medium include salt solutions such as water, distilled water, physiological saline, sodium chloride, potassium chloride, sodium sulfate, potassium sulfate, sodium bicarbonate, ammonium nitrate, phosphate buffer, borate buffer, and tris buffer. Solution, aqueous media such as buffer solutions such as citric acid and fumarate buffer, ethanol, methanol, isopropyl alcohol, aryl alcohol, ethylene glycol, glycerol and other alcohols, diethyl ether and other ethers, chloroform, benzene, acetone, Organic media such as hexane, acetonitrile, castor oil, olive oil, soybean oil, linseed oil, palm oil, sesame oil, carnauba wax and other animal oils, beeswax, squalane, lanolin and other animal oils, paraffin, petroleum jelly and other mineral oils, Inorganic acid salts such as calcium carbonate, lactose, sucrose Examples include, but are not limited to, sugars such as glucose, starch, cellulose, gelatin, carboxymethylcellulose, and dextran, and synthetic polymer polymers such as polyvinyl chloride, polystyrene, polypropylene, and silicon. A liquid or solid medium that can be used as a medium can be used. And a dispersion medium is suitably selected according to the use and objective of the nanoparticle colloid which is a product of the nano dispersion method of this invention. However, since it is not desirable that the poorly soluble organic substance that becomes the dispersoid dissolves, it is important to consider the solubility of the hardly soluble organic substance that becomes the dispersoid when selecting the dispersion medium. A medium exhibiting properties is selected as a dispersion medium. For example, when the object of dispersion is a poorly water-soluble organic substance, it is preferable to use water or an aqueous medium as the dispersion medium.

分散媒の量は、分散質となる難溶性有機物質をナノ粒子として分散させることができれば特に制限はない。   The amount of the dispersion medium is not particularly limited as long as the hardly soluble organic substance serving as a dispersoid can be dispersed as nanoparticles.

次に、レーザーアブレーションとは、物質の表面に短時間に極めて強いレーザー光を照射することにより、物質表面から粒子を爆発的に剥離、放出させる現象である。本願発明のナノ分散方法では、そのパルス幅がフェムト秒レベルで発振するフェムト秒レーザーアブレーションを利用することが好ましい。例えば、本発明者らの特開2012−13668号公報が参照される。   Next, laser ablation is a phenomenon in which particles are explosively peeled and released from the surface of the material by irradiating the surface of the material with extremely strong laser light in a short time. In the nano-dispersion method of the present invention, it is preferable to use femtosecond laser ablation in which the pulse width oscillates at a femtosecond level. For example, refer to Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2012-13668.

図1は、本願発明のナノ分散方法の利用に好適なレーザー系システム一部の概略的に示した図である。ここでは、塊状の難溶性有機物質(ターゲット)を、液状の分散媒(液体)中に微細分散する場合を例示する。レーザービーム1は、超短パルス源(図示せず)から受光され、レンズ2によって焦束され、ターゲット4にビームの急速移動用機構、例えば振動ミラー3により誘導される。ターゲット4は、容器6に含まれる液体5の表面の下に数ミリメートル浸水され、好ましくは1cm未満浸水される。容器6は、運動ステージ7、例えば移動ステージ上に配置される。ナノ粒子8が押し流されて他の場所で回収されるように、液体の流れが容器に導入される。また、液体の流れは、レーザー焦点体積をも冷却する。前記液体は、好ましくは1Mオーム・cm超の比抵抗を有する脱イオン水であることが好ましいが、上述の通り使用目的及び用途に応じて適宜選択することができる。制御装置(図示せず)は、パルス線源、運動システム及び/又は循環システムに動作可能なように連結される。制御装置は、ビームの発出、液体の流れ及び運動を調整する。また、制御装置は、システムコンピュータ、ユーザーインターフェース、電気通信機器及び/又は他の標準装置に連結され、遠隔地からプログラムされるように構成される。   FIG. 1 is a diagram schematically showing a part of a laser system suitable for use in the nano-dispersing method of the present invention. Here, a case where a lump-like hardly soluble organic substance (target) is finely dispersed in a liquid dispersion medium (liquid) is exemplified. The laser beam 1 is received from an ultrashort pulse source (not shown), focused by a lens 2, and guided to a target 4 by a mechanism for rapid beam movement, for example, a vibrating mirror 3. The target 4 is submerged several millimeters below the surface of the liquid 5 contained in the container 6, preferably less than 1 cm. The container 6 is disposed on a motion stage 7, for example, a moving stage. A liquid flow is introduced into the container so that the nanoparticles 8 are swept away and collected elsewhere. The liquid flow also cools the laser focal volume. The liquid is preferably deionized water having a specific resistance of more than 1 M ohm · cm, but can be appropriately selected according to the purpose of use and application as described above. A controller (not shown) is operably coupled to the pulse source, motion system and / or circulation system. The controller regulates beam emission, liquid flow and motion. The controller is also configured to be coupled to a system computer, user interface, telecommunications equipment and / or other standard device and programmed from a remote location.

ナノ粒子製造用レーザーは、約1.03μmの波長(数ミリメートルの液体の層は、この波長で無視し得る吸光度を有する)、約1〜20マイクロジュールの範囲、好ましくは約10マイクロジュール未満のパルスエネルギーを有してよい。約500fs、最高約10psのパルス幅が、ナノ粒子の形成に著しい影響を及ぼすことなく用いられ得る。パルス繰返し率は、約100kHz〜5MHzの範囲であってよい。好ましいレーザーシステムは、更に後述される。液体の流れ、ビーム移動、又はその両方が、高繰返し率での蓄熱を回避するために用いられ得る。   Lasers for the production of nanoparticles have a wavelength of about 1.03 μm (a layer of a few millimeters of liquid has negligible absorbance at this wavelength), a pulse in the range of about 1-20 microjoules, preferably less than about 10 microjoules. May have energy. Pulse widths of about 500 fs and up to about 10 ps can be used without significantly affecting nanoparticle formation. The pulse repetition rate may range from about 100 kHz to 5 MHz. Preferred laser systems are further described below. Liquid flow, beam movement, or both can be used to avoid heat storage at high repetition rates.

例えば、振動ミラー3は、ターゲット表面上へのレーザービームの急速なラスター又は他の移動のために構成される。ミラー振動数は10Hzより大きいことが好ましく、角度振幅は1mradより大きいことが好ましい。0.01m/s超のターゲット表面上のラスター速度が提供され得る。かかるミラーは、圧電駆動ミラー(piezo-driven mirror)、ガルバノメーターミラー、又はビーム移動のための他の適切な装置であり得る。   For example, the oscillating mirror 3 is configured for rapid rastering or other movement of the laser beam onto the target surface. The mirror frequency is preferably greater than 10 Hz and the angular amplitude is preferably greater than 1 mrad. A raster speed on the target surface of greater than 0.01 m / s can be provided. Such a mirror may be a piezo-driven mirror, a galvanometer mirror, or other suitable device for beam movement.

液体の流れは、循環システムにより容器に導入することが可能であり、流速は10mL/s超であることが好ましい。循環システムが利用可能でない場合は、横振動移動を導入することによってアブレーションスポット全体に亘る液体の流れを局所的に引き起こすこともできる。例えば、運動ステージ7は、図1に示すようにレーザービームに対して垂直な方向に移動させることができる。振動ステージは、数Hzの振動数と数ミリメートルの振幅とを有することが好ましい。   The liquid flow can be introduced into the container by a circulation system, and the flow rate is preferably greater than 10 mL / s. If a circulation system is not available, the flow of liquid across the ablation spot can be caused locally by introducing transverse vibrational movement. For example, the motion stage 7 can be moved in a direction perpendicular to the laser beam as shown in FIG. The vibration stage preferably has a frequency of several Hz and an amplitude of several millimeters.

安定で且つ化学的に純粋なナノ粒子は、レーザーパラメータ及び液流量の両方を制御することによって製造される。レーザーパラメータとしては、パルス幅、パルスエネルギー、パルス繰返し率、ビーム移動量が挙げられる。   Stable and chemically pure nanoparticles are produced by controlling both laser parameters and liquid flow rate. Laser parameters include pulse width, pulse energy, pulse repetition rate, and beam movement.

本願発明においては、超短パルス幅の採用が好ましい。多くのレーザー加工用途において、例えば、フェムト秒範囲の超短パルス幅は、非常に高い最大出力及び小さな熱影響部の結果としてアブレーション効率を高める。したがって、パルス幅が1フェムト秒以上1ピコ秒未満であることが好ましい。   In the present invention, it is preferable to employ an ultrashort pulse width. In many laser processing applications, for example, ultrashort pulse widths in the femtosecond range increase ablation efficiency as a result of very high maximum power and small heat affected zone. Therefore, the pulse width is preferably 1 femtosecond or more and less than 1 picosecond.

ナノ粒子生成における適用のための研究(文献1:B. Liu, Z. D. Hu, Y. Che, Y. B. Chen, X. Q. Pan, "Nanoparticle generation in ultrafast pulsed laser ablation of nickel", Applied Physics Letters, Vol. 90, 044103 (2007), 文献2:B. Liu, Z. D. Hu, Y. Che, "Ultrafast sources: ultrafast lasers produce nanoparticles", Laser Focus World, Vol. 43, 74 (2007))において、アブレーション閾値に近い低パルスエネルギー(より正確には低フルエンス)がナノ粒子生成に好ましいことが分かった。アブレート材料は、主に粒度分布が狭いナノ粒子の形態で存在する。また、米国公開特許第2008/0006524号は、これらの研究に基づく真空中及び雰囲気ガス中におけるコロイド用粒子の生成方法をも教示する。   Research for application in nanoparticle generation (Reference 1: B. Liu, ZD Hu, Y. Che, YB Chen, XQ Pan, "Nanoparticle generation in ultrafast pulsed laser ablation of nickel", Applied Physics Letters, Vol. 90, 044103 (2007), Reference 2: B. Liu, ZD Hu, Y. Che, "Ultrafast sources: ultrafast lasers produce nanoparticles", Laser Focus World, Vol. 43, 74 (2007)) It has been found that energy (more precisely, low fluence) is preferred for nanoparticle production. Ablated materials exist mainly in the form of nanoparticles with a narrow particle size distribution. US Patent Publication No. 2008/0006524 also teaches a method for producing colloidal particles in vacuum and in atmospheric gases based on these studies.

好ましくは、例えば少なくとも約10kHz、より好ましくは少なくとも約100KHzの高パルス繰返し率が、少なくとも3つの理由のために用いられる。第1は、高繰返し率パルスレーザーアブレーションにおけるマルチパルス効果である。10マイクロ秒未満のパルス間隔(即ち、100kHz超の高繰返し率)により、アブレート材料は、レーザー焦点体積から離れる前に、多数のレーザー発射を受け、高く帯電する。安定なコロイド用粒子が、更なる化学的安定剤を添加することなくかかる高繰返し率で作製され得る。第2の理由は、マルチパルスによるアブレーションの際、大粒子の断片化が起きる可能性があり、それによってコロイド用粒子の粒度分布が生じる結果となる。第3の理由は、高繰返し率から恩恵を受ける高生成率である。   Preferably, a high pulse repetition rate of, for example, at least about 10 kHz, more preferably at least about 100 KHz is used for at least three reasons. The first is the multipulse effect in high repetition rate pulsed laser ablation. With a pulse interval of less than 10 microseconds (ie, a high repetition rate above 100 kHz), the ablated material undergoes multiple laser firings and becomes highly charged before leaving the laser focal volume. Stable colloidal particles can be made at such high repetition rates without the addition of additional chemical stabilizers. The second reason is that large particles may be fragmented during multipulse ablation, resulting in a particle size distribution of the colloidal particles. The third reason is a high production rate that benefits from a high repetition rate.

また、アブレーションの間のレーザービームの急速なラスターが、高繰返し率の操作と共に有益である。例えば、レーザービームのかかる急速なラスターなしでは、先行するレーザーパルスにより生成したコロイド用粒子の流れが、散乱及び吸収によってその後のレーザーパルスを最終的には遮断することになる。更に重要なことに、高繰返し率による水に対する蓄積した加熱はまた、コロイド用粒子の凝集を誘発する可能性もある。   Also, a rapid raster of the laser beam during ablation is beneficial with high repetition rate operation. For example, without such a rapid raster of the laser beam, the colloidal particle stream produced by the preceding laser pulse will eventually block subsequent laser pulses by scattering and absorption. More importantly, the accumulated heating to water with a high repetition rate can also induce agglomeration of colloidal particles.

以上の通り、本願発明のナノ分散方法によれば、液体又は固体媒体中で難溶性有機物質に超短パルスレーザー光を照射してレーザーアブレーションすることによる、難溶性有機物質のナノ分散方法を提供することができる。当該方法は、難溶性有機物質をナノサイズに物理的粉砕することにより媒体中に均一に微細分散化するものである。そして、フェムト秒レーザー光等の超短パルスレーザー光を利用する非熱加工であるため、分散対象の難溶性有機物質の化学構造を破壊することなくナノ分散可能である。   As described above, according to the nano-dispersing method of the present invention, there is provided a nano-dispersing method of a hardly soluble organic material by irradiating the hardly soluble organic material with an ultrashort pulse laser beam in a liquid or solid medium and performing laser ablation. can do. In this method, a hardly soluble organic substance is physically pulverized to a nano size to be uniformly finely dispersed in a medium. And since it is non-thermal processing using ultra-short pulse laser light such as femtosecond laser light, nano-dispersion is possible without destroying the chemical structure of the sparingly soluble organic substance to be dispersed.

また、当該方法によれば、親水基を付加する等の従来公知の化学的処理方法に比べて簡便に行うことができると共に、その表面にコーティング等の化学的修飾が施されていないため、高い表面修飾能を有するナノ粒子を得られるとの利点がある。さらに、当該方法によれば、分散剤といった反応試薬類等をはじめとする不純物がその作製過程で混入することなく、難溶性有機物質のみのナノ分散が可能であるとの利点をも有する。そして、当該方法により得られるナノ粒子コロイドは、粒子状であることから、粒子内部は光から保護される。その結果、溶液とは異なり有機物質の酸化が抑制され、保存安定性にも優れたナノ粒子コロイドを提供できる。そして、当該方法により得られるナノ粒子コロイドは、生体内に投与した場合に、元の難溶性有機物質を溶媒に溶解や懸濁させた溶解液や懸濁液の状態と比べて薬剤を細胞内に高濃度に輸送することができる。さらに、従来において、難溶性であるが故に、生体内への投与が困難であったり、投与形態が制限されていた難溶性有機物質の用途を大幅に拡張することに貢献することができる。   Further, according to this method, it can be carried out more easily than conventionally known chemical treatment methods such as adding a hydrophilic group, and since the surface is not chemically modified such as coating, it is high. There is an advantage that nanoparticles having surface modification ability can be obtained. Furthermore, according to the method, there is an advantage that nano-dispersion of only a hardly soluble organic substance can be performed without mixing impurities such as a reaction reagent such as a dispersant in the production process. And since the nanoparticle colloid obtained by the said method is a particulate form, the inside of particle | grains is protected from light. As a result, unlike a solution, it is possible to provide a nanoparticle colloid in which oxidation of an organic substance is suppressed and storage stability is excellent. The nanoparticle colloid obtained by this method can be used to inject a drug into a cell as compared with a solution or suspension obtained by dissolving or suspending an original poorly soluble organic substance in a solvent. Can be transported to high concentration. Furthermore, since it is hardly soluble in the prior art, it can contribute to greatly expanding the use of hardly soluble organic substances that are difficult to administer to living bodies or whose administration forms are limited.

本願発明のナノ分散方法によって得られる分散系であるナノ粒子コロイドも本願発明に含まれ、本願発明の一部を構成する。本願発明のナノ粒子コロイドは、難溶性有機物質がナノ粒子として均一かつ安定的に分散しているものである。   A nanoparticle colloid which is a dispersion obtained by the nanodispersion method of the present invention is also included in the present invention and constitutes a part of the present invention. The nanoparticle colloid of the present invention is one in which a hardly soluble organic substance is uniformly and stably dispersed as nanoparticles.

さらに、本発明のナノ粒子コロイドは、そのまま実用に供することができるが、その目的及び用途に応じて製剤化することができる。製剤の形態は、液体及び固体の別は問わないが、好ましくは、液体である。製剤化に際しては、適当な担体を含ませることができ、固体、液体の別を問わず、微細分散化された難溶性有機物質の活性等の性質が安定して維持可能なものであれば、特に制限はない。   Furthermore, the nanoparticle colloid of the present invention can be put into practical use as it is, but can be formulated according to its purpose and use. The form of the preparation may be liquid or solid, but is preferably liquid. In formulation, an appropriate carrier can be included, regardless of whether it is solid or liquid, as long as the properties such as the activity of the finely dispersed hardly soluble organic substance can be stably maintained, There is no particular limitation.

液体形態として製剤化する場合には、例えば、水、適当な塩溶液や緩衝液、有機性溶媒、油等の液体に、本願発明のナノ粒子コロイドを希釈又は置換して調製することができる。このような液体としては、分散媒として例示されたものを利用することができるが、これらに限定されるものではない。また、用途等に応じて、水素イオン濃度(pH)を適宜設定してもよい。さらに、防腐剤、湿潤剤、乳化剤、分散剤、安定化剤、溶解補助剤のような補助剤を含んでもよい。   When formulated as a liquid form, for example, it can be prepared by diluting or substituting the nanoparticle colloid of the present invention into a liquid such as water, an appropriate salt solution or buffer, an organic solvent, or an oil. As such a liquid, those exemplified as the dispersion medium can be used, but the liquid is not limited thereto. Further, the hydrogen ion concentration (pH) may be set as appropriate according to the application. Furthermore, auxiliary agents such as preservatives, wetting agents, emulsifiers, dispersants, stabilizers, and solubilizing agents may be included.

固体形態として製剤化する場合には、ナノ粒子コロイドの分散媒が固体である場合の他、ナノ粒子コロイドの分散媒が液体である場合には、例えば、当該ナノ粒子コロイド液を凍結乾燥や真空乾燥等に供して固形物のナノ粒子とすることにより調製することもできる。そして、適当な担体を含ませることができ、賦形剤、結合剤、滑沢剤、崩壊剤等と混合し、常法により錠剤、散剤、細粒剤、顆粒剤、カプセル剤、丸剤等の形態に調製することもできる。ここで、固形担体としては、上述の分散媒として例示されたものを利用することもでき、使用目的及び用途に応じて適宜選択することができる。例えば、賦形剤としては、デンプン、乳糖、白糖、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム等、結合剤としては、デンプン、アラビアゴム、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、結晶セルロース等、滑沢剤としては、ステアリン酸、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム等、崩壊剤としては、カルボキシメチルセルロース、タルク等が挙げられる。しかしながら、これらに限定されるものではなく、公知の材料を適宜選択して使用することができる。   In the case of formulation as a solid form, in addition to the case where the nanoparticle colloid dispersion medium is a solid, the nanoparticle colloid dispersion medium is a liquid. It can also be prepared by subjecting it to drying or the like to form solid nanoparticles. And it can contain a suitable carrier and is mixed with excipients, binders, lubricants, disintegrants, etc., and tablets, powders, fine granules, granules, capsules, pills, etc. by conventional methods It can also be prepared in the form of Here, as the solid carrier, those exemplified as the above-mentioned dispersion medium can be used, and can be appropriately selected according to the purpose of use and application. For example, as an excipient, starch, lactose, sucrose, calcium carbonate, calcium phosphate, etc., as a binder, starch, gum arabic, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, crystalline cellulose, etc., as a lubricant, stearic acid, Examples of disintegrants such as magnesium stearate and calcium stearate include carboxymethyl cellulose and talc. However, it is not limited to these, and a known material can be appropriately selected and used.

以上の通り、本願発明のナノ粒子コロイドは、難溶性有機物質をナノサイズに物理的粉砕により微細分散化したコロイドである。非熱加工で調製されるため、難溶性有機物質の化学構造を破壊することなくナノ分散したナノ粒子コロイドを提供できる。また、当該ナノ粒子コロイドは化学的処理方法で調製したものとは異なり、ナノ粒子の表面にコーティング等の化学的修飾が施されていないため、高い表面修飾能を有するナノ粒子を含んでいるとの利点がある。したがって、使用目的や用途に応じて様々な物質で修飾することができ、例えば、所望の標識物質やコーティング等を施すことができる。さらに、反応試薬等の不純物が混入せず、高純度な難溶性有機物質のナノ粒子コロイドを提供することができる。そのため、生体内適用に際しても、望ましくない副反応等を誘発することなく安全である。また、当該ナノ粒子コロイドは、粒子状であるため、粒子内部は光から保護されるため、溶液とは異なり有機物質の酸化が抑制され、保存安定性にも優れるとの利点がある。   As described above, the nanoparticle colloid of the present invention is a colloid obtained by finely dispersing a hardly soluble organic substance into a nanosize by physical grinding. Since it is prepared by non-thermal processing, a nano-dispersed nano-particle colloid can be provided without destroying the chemical structure of the hardly soluble organic substance. In addition, the nanoparticle colloids are different from those prepared by chemical treatment methods, because the surface of the nanoparticles is not subjected to chemical modification such as coating, and therefore contains nanoparticles with high surface modification ability. There are advantages. Therefore, it can be modified with various substances depending on the purpose of use and application, and for example, a desired labeling substance or coating can be applied. Furthermore, it is possible to provide a nanoparticle colloid of a highly pure hardly soluble organic substance that does not contain impurities such as reaction reagents. Therefore, even when applied in vivo, it is safe without inducing undesirable side reactions. Further, since the nanoparticle colloid is in the form of particles and the inside of the particles is protected from light, unlike the solution, there is an advantage that the oxidation of the organic substance is suppressed and the storage stability is excellent.

そして、当該ナノ粒子コロイドは、生体内に投与した場合に、元の難溶性有機物質を溶媒に溶解や懸濁させた溶解液や懸濁液の状態と比べて薬剤を細胞内に高濃度に輸送することができる。さらに、従来において、難溶性であるが故に、生体内への投与が困難であったり、投与形態が制限されていた難溶性有機物質の用途を大幅に拡張することができる。   And when the nanoparticle colloid is administered in vivo, the concentration of the drug in the cell is higher than that of the solution or suspension obtained by dissolving or suspending the original poorly soluble organic substance in a solvent. Can be transported. Furthermore, conventionally, since it is hardly soluble, the use of the hardly soluble organic substance, which is difficult to administer to a living body or whose administration form is limited, can be greatly expanded.

つまり、本願発明のナノ粒子コロイドは、様々な製品の製造に利用することができ、また当該製品の性能向上等に貢献することができる。例えば、医薬品、農薬、化粧品、染料、標識や反応触媒等の試薬類、ディスプレイや記録媒体等の電子材料等に利用することができる。   That is, the nanoparticle colloid of the present invention can be used for the production of various products, and can contribute to improving the performance of the products. For example, it can be used for pharmaceuticals, agricultural chemicals, cosmetics, dyes, reagents such as labels and reaction catalysts, electronic materials such as displays and recording media, and the like.

特に、医薬品分野においてその有用性を発揮でき、不溶性薬剤をナノサイズの粒子として均一分散できることから、薬剤の浸透性や吸収性を向上させることができる。つまり、薬剤を細胞内に高濃度に輸送でき、かつ、器官、組織、細胞の深部にまで浸透できることから、また、その薬効を十分に発揮することが可能となる。元の難溶性有機物質を溶媒に溶解や懸濁させた溶解液や懸濁液の状態と比較した場合にも、非常に高い薬効を発揮することができる。また、薬剤の口腔粘膜、消化管粘膜等の粘膜や皮膚からの吸収性が向上することができる。そうして、従来において、難溶性性質により生体内への投与が困難であったり、投与形態が制限されていた難溶性有機物質の用途を大幅に拡張することができる。したがって、経口投与、非経口投与の何れの投与形態にも適用が可能となる。したがって、筋肉内投与、皮下投与、経皮投与、鼻腔内投与、経直腸投与等の公知の何れの投与形態でもよく、そして、高い分散安定性を実現できたことから静脈投与にも途が開かれる。   In particular, its usefulness can be exhibited in the pharmaceutical field, and the insoluble drug can be uniformly dispersed as nano-sized particles, so that the permeability and absorbability of the drug can be improved. That is, since the drug can be transported into the cell at a high concentration and can penetrate deep into organs, tissues, and cells, the drug effect can be sufficiently exerted. Even when compared with the state of a solution or suspension obtained by dissolving or suspending the original poorly soluble organic substance in a solvent, very high medicinal effects can be exhibited. Further, the absorbability of the drug from the mucous membrane such as the oral mucosa and the digestive tract mucous membrane and the skin can be improved. Thus, conventionally, it is possible to greatly expand the use of hardly soluble organic substances that have been difficult to administer to living bodies due to poorly soluble properties and whose administration forms are limited. Therefore, the present invention can be applied to any dosage form of oral administration and parenteral administration. Therefore, any known dosage form such as intramuscular administration, subcutaneous administration, transdermal administration, intranasal administration, rectal administration, etc. may be used, and since high dispersion stability can be realized, there is a possibility for intravenous administration. It is.

ナノ粒子は、肝臓、脾臓や骨髄等の細網内皮系に多く存在するマクロファージ等の食細胞内に貯留する性質を有することが知られている。また、腫瘍細胞は、正常組織に比べて血管透過性が著しく亢進していることからナノ粒子が血管より流出しやすく、一方で、リンパ系が発達していないため腫瘍組織に到達したナノ粒子は腫瘍細胞内に貯留する。一般的に、脂溶性薬剤を経口投与した場合、腸で吸収された薬剤は肝臓で代謝を受け、酵素等の作用により親水性物質に化学変化を受け尿中に排泄され、腸で吸収されなかった薬剤はそのまま糞便として排出される。したがって、脂溶性薬剤を、本願発明のナノ粒子コロイドとして投与した場合に、マクロファージや腫瘍細胞に貯留されることから、腎臓等からの排出が低減される。したがって、本願発明のナノ粒子コロイドは、特にマクロファージが関連する炎症疾患や癌に対する治療剤への利用に適している。   Nanoparticles are known to have a property of accumulating in phagocytic cells such as macrophages that are present abundantly in the reticuloendothelial system such as liver, spleen and bone marrow. In addition, since the vascular permeability of tumor cells is significantly enhanced compared to normal tissues, the nanoparticles are more likely to flow out of the blood vessels. On the other hand, because the lymphatic system has not developed, the nanoparticles that have reached the tumor tissue Accumulate in tumor cells. In general, when a fat-soluble drug is administered orally, the drug absorbed in the intestine is metabolized in the liver, chemically changed to hydrophilic substances by the action of enzymes, etc., excreted in the urine, and not absorbed in the intestine The drug is discharged as stool as it is. Therefore, when a fat-soluble drug is administered as the nanoparticle colloid of the present invention, it is stored in macrophages and tumor cells, so that discharge from the kidney and the like is reduced. Therefore, the nanoparticle colloid of the present invention is particularly suitable for use as a therapeutic agent for inflammatory diseases and cancers associated with macrophages.

また、本願発明のナノ粒子コロイドを構成するナノ粒子は高い表面修飾活性を有するため、使用目的及び用途に応じて様々な物質で修飾することができる。例えば、標的部位に特異的親和性の高い物質で修飾し標的部位に効果的に薬剤を送達するドラックデリバリーシステムの構築や、外部から検出可能な適当な標識物質で修飾し薬剤の体内動態を観察する等が挙げられるが、これらに限定されるものでない。したがって、本願発明のナノ粒子コロイドはその優れた物性により新たな用途の開拓が期待される。   Moreover, since the nanoparticle which comprises the nanoparticle colloid of this invention has high surface modification activity, it can modify with various substances according to a use purpose and an application. For example, a drug delivery system that modifies the target site with a substance with high specific affinity and effectively delivers the drug to the target site, or modifies it with an appropriate labeling substance that can be detected from the outside, and observes the pharmacokinetics of the drug However, it is not limited to these. Accordingly, the nanoparticle colloid of the present invention is expected to open up new applications due to its excellent physical properties.

以下、本願発明を実施例によって更に詳細に説明する。しかしながら、本願発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the present invention is not limited to these examples.

実施例1.ビタミンEのナノ粒子コロイドを用いた抗酸化及び抗炎症能の検証−1
本実施例では、ビタミンEの抗酸化能を、溶液状態のビタミンEと比較検証した。抗酸化能の検証は、炎症誘導したマクロファージ細胞の産生する活性酸素種を検出することにより行った。
Example 1. Verification of antioxidant and anti-inflammatory activity using nanoparticle colloid of vitamin E-1
In this example, the antioxidant ability of vitamin E was compared with that of vitamin E in a solution state. The antioxidant ability was verified by detecting reactive oxygen species produced by inflammation-induced macrophage cells.

(試薬)
ビタミンE(以下、「VE」と称する場合がある)は常温では油状であるため、常温で粉末であるVEの誘導体、VEのコハク酸エステルを使用して、以下の検討を行った。
VEのナノ粒子コロイドは、IMRAレーザー(フェムト秒ファイバーレーザー)を用いてVEのコハク酸エステルを微細分散化することにより調製した(IMRA AMERICA製 D−1000、照射エネルギー:1W、分散媒:イオン交換水)。そして、ここで調製されたナノ粒子コロイドは、平均粒径189 nmのVEナノ粒子を含んでいた。
そして、VEのナノ粒子コロイドは、0、1.25、2.5、5、10、20μg/well となるように細胞培地溶液で希釈し、マクロファージ細胞に接触するように調製した。
(reagent)
Since vitamin E (hereinafter sometimes referred to as “VE”) is oily at room temperature, the following examination was performed using a VE derivative, which is a powder at room temperature, and a VE succinate.
VE nanoparticle colloid was prepared by finely dispersing VE succinate using IMRA laser (femtosecond fiber laser) (IMRA AMERICA D-1000, irradiation energy: 1W, dispersion medium: ion exchange) water). The nanoparticle colloid prepared here contained VE nanoparticles having an average particle size of 189 nm.
The nanoparticle colloid of VE was diluted with a cell culture medium solution so as to be 0, 1.25, 2.5, 5, 10, 20 μg / well, and prepared to contact macrophage cells.

(方法)
マクロファージ細胞株(Raw 264.7)をシャーレに播種した後、10μg/mlのリポ多糖(Lipopolysaccharide:以下、「LPS」と称する)を添加し炎症誘導した。誘導後、シャーレに、各量のVEのナノ粒子コロイドを添加した。続いて、2'7'−ジクロロフルオレセインジアセタート(2'7'-dichlorofluorescein diacetate)を添加した後に、蛍光を測定し抗酸化能を測定した。ここで、2'7'−ジクロロフルオレセインジアセタートは、活性酸素種によって酸化されると蛍光を発するジクロロフルオレセインになることから、細胞内の活性酸素種の指標として用いられる。なお、実験はn=3で行った。
(Method)
After inoculating a macrophage cell line (Raw 264.7) in a petri dish, 10 μg / ml lipopolysaccharide (hereinafter referred to as “LPS”) was added to induce inflammation. After induction, each amount of VE nanoparticle colloid was added to the petri dish. Subsequently, 2'7'-dichlorofluorescein diacetate was added, and then fluorescence was measured to measure antioxidant capacity. Here, 2'7'-dichlorofluorescein diacetate is used as an index of intracellular reactive oxygen species because it becomes dichlorofluorescein that fluoresces when oxidized by reactive oxygen species. The experiment was performed with n = 3.

また、比較例として、VEのナノ粒子コロイドに代えて同量の溶液状のVE(溶媒:細胞培地溶液)を別シャーレに添加し、蛍光を測定し抗酸化能を測定した(比較例1)。コントロールとして、無処置のマクロファージ細胞(コントロール、無処置)、及びLPSによる炎症誘導を行っただけのマクロファージ細胞(コントロール、LPS炎症誘導のみ)についても同様にしてジクロロフルオレセイン由来の蛍光を測定した。   Further, as a comparative example, the same amount of solution VE (solvent: cell medium solution) was added to another petri dish instead of VE nanoparticle colloid, and fluorescence was measured to measure antioxidant ability (Comparative Example 1). . As controls, the fluorescence derived from dichlorofluorescein was measured in the same manner for untreated macrophage cells (control, untreated) and macrophage cells only subjected to inflammation induction by LPS (control, LPS inflammation induction only).

(結果)
結果を図2に示す。図2は、マクロファージ細胞に添加したVE量(μg)と蛍光強度の関係を示すグラフであり、蛍光強度は活性酸素種の産生量と相関する。そして、同量のVEのナノ粒子コロイドと溶液での活性酸素種の産生量を比較するグラフである。この結果、VEのナノ粒子コロイドが活性酸素種のマクロファージが産生する活性酸素種の産生を抑制する(実施例1)。そして、VE溶液よりも活性酸素種の産生抑制効果は高いことが確認された(比較例1との比較)。このように、VEのナノ粒子コロイドは、炎症の増悪の要因となり得る活性酸素種の産生を効果的に抑制できることが理解できる。
(result)
The results are shown in FIG. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of VE added to macrophage cells (μg) and the fluorescence intensity, and the fluorescence intensity correlates with the production amount of reactive oxygen species. It is a graph comparing the production amount of reactive oxygen species in the solution with the same amount of VE nanoparticle colloid. As a result, the colloid of VE nanoparticles suppresses the production of reactive oxygen species produced by macrophages of reactive oxygen species (Example 1). And it was confirmed that the production | generation inhibitory effect of a reactive oxygen species is higher than a VE solution (comparison with the comparative example 1). Thus, it can be understood that the nanoparticle colloid of VE can effectively suppress the production of reactive oxygen species that can be a cause of exacerbation of inflammation.

実施例2.ビタミンEのナノ粒子コロイドを用いた抗酸化及び抗炎症能の検証−2
本実施例では、ビタミンEの抗炎症能を、溶液状態のビタミンEと比較検証した。抗炎症能の検証は、炎症の指標となるTNF-αのmRNA量をリアルタイムRT-PCRにより測定することにより行った。
Example 2 Verification of antioxidant and anti-inflammatory ability using nanoparticle colloid of vitamin E-2
In this example, the anti-inflammatory ability of vitamin E was compared and verified with solution vitamin E. The anti-inflammatory ability was verified by measuring the amount of TNF-α mRNA, which is an index of inflammation, by real-time RT-PCR.

(試薬)
VEナノ粒子コロイドは実施例1と同様にして調製した。そして、VEのナノ粒子コロイドは、そして、VEのナノ粒子コロイドは、実施例1と同様に5μg/well となるように細胞培地溶液で希釈し、マクロファージ細胞に接触するように調製した。
(reagent)
VE nanoparticle colloid was prepared in the same manner as in Example 1. The nanoparticle colloid of VE and the nanoparticle colloid of VE were diluted with a cell medium solution so as to be 5 μg / well in the same manner as in Example 1 and prepared so as to contact macrophage cells.

(方法)
実施例1と同様に、LPSにより炎症誘導されたマクロファージ細胞にVEのナノ粒子コロイドを添加して培養を行った。培養後、細胞からRNeasy mini kit(Quiagen社製)を用いてトータルRNAを抽出し、続いてReverse transcriptase(Invitorogen社製)を用いてcDNAを合成した。そして、PCR primer and probes(Universal Probe Library:Roche社製のプライマーデザインツールにより設計)をプライマーとして用いて、TNF-αの遺伝子発現量をリアルタイムPCR(Applied & Biosystem社製)によって測定した。なお、実験はn=3で行った。
(Method)
In the same manner as in Example 1, VE nanoparticle colloids were added to macrophage cells in which inflammation was induced by LPS and cultured. After culture, total RNA was extracted from the cells using RNeasy mini kit (Quiagen), and then cDNA was synthesized using Reverse transcriptase (Invitorogen). Then, the gene expression level of TNF-α was measured by real-time PCR (Applied & Biosystem) using PCR primer and probes (Universal Probe Library: designed with a primer design tool manufactured by Roche) as a primer. The experiment was performed with n = 3.

また、比較例として、VEのナノ粒子コロイドに代えて同量の溶液(細胞培地溶液)状のVEを別シャーレに添加したものについてもRT-PCRに供してTNF-αの遺伝子発現量を測定した(比較例2)。コントロールとして、無処置のマクロファージ細胞(コントロール、無処置)、及びLPSによる炎症誘導を行っただけのマクロファージ細胞(コントロール、LPS炎症誘導のみ)についても同様にしてTNF-αの遺伝子発現量を測定した。   As a comparative example, TNF-α gene expression level was measured by RT-PCR using VE in the same volume (cell medium solution) instead of VE nanoparticle colloid and added to another petri dish. (Comparative Example 2). As a control, the TNF-α gene expression level was also measured in the same manner for untreated macrophage cells (control, untreated) and macrophage cells that had only undergone inflammation induction by LPS (control, LPS inflammation induction only). .

(結果)
結果を図3に示す。図3は、TNF-αmRNA量をβ-アクチンmRNA量との相対量比で表したグラフであり、同濃度のVEのナノ粒子コロイドと溶液添加でのmRNA量を比較するグラフである。この結果、VEのナノ粒子コロイドが、LPSによって誘導されるTNF-αの産生を半分程度にまで抑制していることが確認された(実施例2)。そして、溶液状のVEに比べてTNF-αの産生を効果的に抑制していることが確認された(比較例2との比較)。つまり、当該VEのナノ粒子コロイドは、炎症性サイトカインの産生を効果的に抑制し、高い抗炎症効果を示すことが理解できる。
(result)
The results are shown in FIG. FIG. 3 is a graph showing the amount of TNF-α mRNA as a relative amount ratio to the amount of β-actin mRNA, and is a graph comparing the amount of mRNA in the same concentration of VE nanoparticle colloid with that of a solution. As a result, it was confirmed that the nanoparticle colloid of VE suppressed the production of TNF-α induced by LPS to about half (Example 2). And it was confirmed that the production | generation of TNF- (alpha) is suppressed effectively compared with solution form VE (comparison with the comparative example 2). That is, it can be understood that the nanoparticle colloid of VE effectively suppresses the production of inflammatory cytokines and exhibits a high anti-inflammatory effect.

実施例1及び実施例2の結果より、VEのナノ粒子コロイドの方が溶液よりも高い抗酸化、抗炎症作用を示すことが確認された。そして、ナノ粒子コロイドは、マクロファージ認識され、薬効の向上に寄与することができる。特にマクロファージ関連疾患に対する治療剤としての利用が期待される。   From the results of Example 1 and Example 2, it was confirmed that the nanoparticle colloid of VE exhibits higher antioxidant and anti-inflammatory effects than the solution. The nanoparticle colloid is recognized by macrophages and can contribute to improvement of medicinal effect. In particular, it is expected to be used as a therapeutic agent for macrophage-related diseases.

本願発明は、難溶性有機物質の利用を要求する全ての技術分野に利用することができる。例えば、医薬品、農薬、化粧品、染料、標識や反応触媒等の試薬類、ディスプレイや記録媒体等の電子材料等に利用することができる。   The present invention can be used in all technical fields that require the use of sparingly soluble organic substances. For example, it can be used for pharmaceuticals, agricultural chemicals, cosmetics, dyes, reagents such as labels and reaction catalysts, electronic materials such as displays and recording media, and the like.

1 レーザービーム
2 レンズ
3 振動ミラー
4 ターゲット
5 液体
6 運動ステージ
7 ナノ粒子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser beam 2 Lens 3 Vibrating mirror 4 Target 5 Liquid 6 Motion stage 7 Nanoparticle

Claims (7)

難溶性有機物質のナノ分散方法であって、
液体又は固体の媒体中で前記難溶性有機物質に超短パルスレーザー光を照射してレーザーアブレーションすることにより前記難溶性有機物質をナノ粒子に微細化し、前記液体又は固体の媒体中に前記ナノ粒子を分散させる、難溶性有機物質のナノ分散方法。
A method of nano-dispersing a sparingly soluble organic substance,
The hardly soluble organic substance is made into nanoparticles by irradiating the hardly soluble organic substance in a liquid or solid medium with laser ablation by irradiating the ultrashort pulse laser beam, and the nanoparticles are contained in the liquid or solid medium. A nano-dispersion method for sparingly soluble organic substances.
前記超短パルスレーザー光が、パルス時間幅が1フェムト秒以上1ピコ秒未満のレーザー光である請求項1に記載の難溶性有機物質のナノ分散方法。   The method for nano-dispersing a sparingly soluble organic material according to claim 1, wherein the ultrashort pulse laser beam is a laser beam having a pulse time width of 1 femtosecond or more and less than 1 picosecond. 前記媒体が、液体である請求項1又は2に記載の難溶性有機物質のナノ分散方法。   The method for nano-dispersing a sparingly soluble organic substance according to claim 1 or 2, wherein the medium is a liquid. 前記難溶性有機物質が、抗酸化剤、抗炎症剤、及び抗悪性腫瘍剤から選択される請求項1〜3の何れか一項に記載の難溶性有機物質のナノ分散方法。   The method for nano-dispersing a sparingly soluble organic substance according to any one of claims 1 to 3, wherein the sparingly soluble organic substance is selected from an antioxidant, an anti-inflammatory agent, and an antineoplastic agent. 前記抗炎症剤が、脂溶性ビタミン類である請求項4に記載の難溶性有機物質のナノ分散方法。   The method for nano-dispersing a sparingly soluble organic substance according to claim 4, wherein the anti-inflammatory agent is a fat-soluble vitamin. 前記脂溶性ビタミン類が、ビタミンEである請求項5に記載の難溶性有機物質のナノ分散方法。   The method for nano-dispersing a sparingly soluble organic substance according to claim 5, wherein the fat-soluble vitamin is vitamin E. 請求項1〜6の何れか一項に記載の難溶性有機物質のナノ分散方法により得られた難溶性有機物質のナノ粒子コロイド。   A nanoparticle colloid of a sparingly soluble organic material obtained by the nanodispersing method of a sparingly soluble organic material according to any one of claims 1 to 6.
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