JP4183047B1 - Self-assembling magnetic lipid nanoparticles usable for gene and drug delivery and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

【課題】 脂溶性界面活性剤で被覆された磁性体ナノ結晶と脂溶性薬剤から構成される、薬物送達システム等に応用可能な、自己会合型の磁性脂質ナノ粒子の製造方法を提供する。特に、自己会合型とすることにより製造工程の簡略化を図り、粒子組成の変更による磁性脂質ナノ粒子の高性能化等を容易とする。
【解決手段】 脂溶性界面活性剤で被覆した磁性体ナノ結晶を脂溶性有機溶媒に分散させることにより脂溶性磁性流体を調整し、該磁性流体に脂溶性薬剤等を溶解させ、さらに水溶液等を添加し、超音波照射によりwater in oil型の逆ミセルを得る。逆ミセルに引き続き超音波照射を行いながら、急速かつ強力な減圧を行うことにより、脂溶性有機溶媒を除去することを特徴とする自己会合型磁性脂質ナノ粒子の製造方法を提供する。
【選択図】図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing self-association type magnetic lipid nanoparticles, which can be applied to a drug delivery system and the like, comprising magnetic nanocrystals coated with a fat-soluble surfactant and a fat-soluble drug. In particular, the self-association type simplifies the manufacturing process and facilitates the enhancement of the performance of magnetic lipid nanoparticles by changing the particle composition.
SOLUTION: A lipid-soluble magnetic fluid is prepared by dispersing a magnetic nanocrystal coated with a fat-soluble surfactant in a fat-soluble organic solvent, and a fat-soluble drug or the like is dissolved in the magnetic fluid. Add water-in-oil type reverse micelles by irradiation with ultrasonic waves. Provided is a method for producing self-association-type magnetic lipid nanoparticles, characterized in that a fat-soluble organic solvent is removed by rapid and powerful decompression while irradiating ultrasonic waves following reverse micelles.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、自己会合型の磁性脂質ナノ粒子の製造方法に関する。  The present invention relates to a method for producing self-associating magnetic lipid nanoparticles.

医学分野において、薬物の病巣部への運搬を目指した薬物送達システムが開発されてきたが、未だ決定的なものは存在しない。特に、2006年度ノーベル賞受賞テーマであるsiRNA(短鎖干渉RNA)の機能の解明以降、siRNAは新規遺伝子治療用薬剤としても大変期待されているが、「患部へのsiRNAの運搬法」の開発研究は非常に遅れている。  In the medical field, a drug delivery system aimed at transporting a drug to a lesion site has been developed, but nothing decisive exists yet. In particular, since the elucidation of the function of siRNA (short interfering RNA), the Nobel Prize-winning theme of 2006, siRNA has been highly anticipated as a novel gene therapy drug, but the development of “a method for delivering siRNA to the affected area” Research is very late.

その状況の中で、外部エネルギーである磁場による磁性体の集積を利用した薬物送達システムが近年開発されている。該薬物送達システム(非特許文献1)の主要なもののひとつとして、ポリエチレンイミンで被覆した磁性体ナノ結晶(非特許文献2)が挙げられる。  Under such circumstances, a drug delivery system using magnetic material accumulation by a magnetic field as external energy has been recently developed. One of the main ones of the drug delivery system (Non-patent Document 1) is a magnetic nanocrystal coated with polyethyleneimine (Non-patent Document 2).

しかしながら、ポリエチレンイミンを主原料とするナノ粒子は全般的に、(1)ポリエチレンイミンの強い毒性のため生体内の利用は大幅に制限される、(2)生体外の利用においても、ポリエチレンイミン自体の構造変更等による薬物送達システムの性能向上は容易ではない、といった解決すべき技術課題を有する。さらに、ポリエチレンイミンを主原料をするナノ粒子を用いた遺伝子治療の臨床治験は報告されていないため、すなわち、過去の臨床治験データが存在しないため、ポリエチレンイミンを主原料とするナノ粒子の遺伝子治療への早急な臨床応用は非常に困難である。  However, nanoparticles using polyethyleneimine as the main raw material are generally limited to (1) in vivo use due to the strong toxicity of polyethyleneimine, and (2) polyethyleneimine itself even in in vitro use. There is a technical problem to be solved that it is not easy to improve the performance of the drug delivery system by changing the structure of the drug. Furthermore, since no clinical trials of gene therapy using nanoparticles whose main ingredient is polyethyleneimine have been reported, that is, there is no past clinical trial data, gene therapy of nanoparticles whose main ingredient is polyethyleneimine Immediate clinical application to is very difficult.

一方、脂質を主原料とするナノ粒子は、(1)脂質の選択により毒性を回避することが容易である、(2)ナノ粒子の材料として選択可能な脂質は無数に存在するため、脂質の種類、組み合わせ及び比率の選択により、薬物送達システムの高性能化が容易である(非特許文献3)、といった特長をもつ。さらに、脂質を主な原料とするナノ粒子を用いた遺伝子治療の臨床治験は、これまでも数多く存在する。  On the other hand, nanoparticles mainly composed of lipids are (1) it is easy to avoid toxicity by selecting lipids, and (2) there are innumerable lipids that can be selected as nanoparticle materials. By selecting the type, combination, and ratio, it is easy to improve the performance of the drug delivery system (Non-patent Document 3). Furthermore, there have been many clinical trials of gene therapy using nanoparticles mainly composed of lipids.

そのため、磁場により集積可能な磁性脂質ナノ粒子を開発することができれば、核酸等の病巣部への安全、高性能かつ臨床応用可能な次世代薬物送達システムとして利用することが可能となる。特に、製造方法の簡略化等が可能な、自己会合型の磁性脂質ナノ粒子の開発が望まれる。  Therefore, if magnetic lipid nanoparticles that can be accumulated by a magnetic field can be developed, it can be used as a next-generation drug delivery system that is safe, high-performance, and clinically applicable to a lesion such as a nucleic acid. In particular, development of self-association type magnetic lipid nanoparticles capable of simplifying the production method and the like is desired.

一方、工業分野において、脂溶性界面活性剤で被覆された磁性体ナノ結晶を含有する脂溶性磁性流体(特許文献1、非特許文献4)は、1960年代のアポロ計画の際に宇宙服の可動部のシール部品等として開発されて以降、各種ダンパーやスピーカーの構成部品、ハードディスクドライブの潤滑用シール部品等として、今日、広範に利用されている。  On the other hand, in the industrial field, a fat-soluble ferrofluid containing magnetic nanocrystals coated with a fat-soluble surfactant (Patent Document 1, Non-Patent Document 4) Since being developed as a seal part for parts, it has been widely used today as a component for various dampers and speakers, a seal part for lubricating hard disk drives, and the like.

Reimers, G.W. & Khalafalla,S.E.Production of magnetic fluids by peptization techniques. U.S. patent #US3,843,540(1974). Scherer, F. 等. Magnetofection:enhancing and targeting gene delivery by magnetic force in vitro and in vivo.Gene Therapy 9, 102−9(2002). Povey, A.C. 等. Trapping of chemical carcinogens with magnetic polyethyleneimine microcapsules:microcapsule preparation and in vitro reactivity of encapsulated nucleophiles.Journal of Pharmaceutical sciences 75,831−7(1986).

Figure 0004183047
Rosenweig, R.E. Magnetic fluids.International Science and Technology 48−56(1966). Reimers, G.M. W. & Khalafalla, S .; E. Production of magnetic fluids by peptization techniques. U. S. patent # US3,843,540 (1974). Scherer, F.A. etc. Magnetofection: enhancing and targeting gene delivery by magnetic force in vitro and in vivo. Gene Therapy 9, 102-9 (2002). Povey, A.M. C. etc. Trapping of chemical carcinogens with magnetic polyethyleneimine microcapsule: microcaps preparation and in vitro reactivity of encapsulated. Journal of Pharmaceutical sciences 75, 831-7 (1986).
Figure 0004183047
Rosenweig, R.W. E. Magnetic fluids. International Science and Technology 48-56 (1966).

本発明の課題は、脂溶性界面活性剤で被覆された磁性体ナノ結晶と脂溶性薬剤から構成される、薬物送達システム等に応用可能な、自己会合型の磁性脂質ナノ粒子の製造方法を提供することにある。特に、自己会合型とすることにより磁性脂質ナノ粒子の製造工程の簡略化を図り、粒子組成の変更による磁性脂質ナノ粒子の高性能化等を容易とする。  An object of the present invention is to provide a method for producing self-association-type magnetic lipid nanoparticles, which can be applied to a drug delivery system, etc., comprising magnetic nanocrystals coated with a fat-soluble surfactant and a fat-soluble drug. There is to do. In particular, the self-association type simplifies the manufacturing process of magnetic lipid nanoparticles, and facilitates high performance of magnetic lipid nanoparticles by changing the particle composition.

本発明者は、脂質ナノ粒子を構成する脂質の種類及び組み合わせを選択することにより比較的容易に薬物送達システムの性能向上が可能であることを既に報告している(非特許文献3)。本発明者は、異分野である工業分野において主に利用されている脂溶性磁性流体(特許文献1、非特許文献4)の方法論を、脂質ナノ粒子の作製技術に応用することにより、上記課題を解決しうるという知見を得た。  The inventor has already reported that the performance of the drug delivery system can be improved relatively easily by selecting the type and combination of lipids constituting the lipid nanoparticles (Non-patent Document 3). The present inventor has applied the methodology of fat-soluble ferrofluids (Patent Document 1, Non-Patent Document 4) mainly used in the industrial field, which is a different field, to the technique for producing lipid nanoparticles. The knowledge that can be solved.

本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、(A)脂溶性界面活性剤で被覆した磁性体ナノ結晶を脂溶性有機溶媒に分散させることにより脂溶性磁性流体を調整し、該磁性流体に脂溶性薬剤等を溶解させ、さらに水溶液等を添加し、超音波照射等により磁性体ナノ結晶が均一に分散するwater in oil型の逆ミセルを得る工程;及び(B)上記逆ミセルに引き続き超音波照射等を行うことにより、比重の高い磁性体ナノ結晶の均一な分散を維持した状態で、急速かつ強力な減圧を行う。該減圧により、脂溶性有機溶媒を急速に蒸発させることにより、磁性体ナノ結晶を被覆する上記界面活性剤の疎水基と脂溶性薬剤の疎水基同士の速やかな疎水結合による自己会合を促す。該自己会合により脂溶性薬剤の親水基をナノ粒子の最外層に表出させることにより、ナノ粒子に親水性を付与し、水溶液中で分散性の高い自己会合型磁性脂質ナノ粒子を得る自己会合型磁性脂質ナノ粒子の製造方法を提供する。自己会合型とすることにより、磁性脂質ナノ粒子の調整の簡略化を図り、粒子構成脂質組成等の変更による磁性脂質ナノ粒子の高性能化を容易とする製造方法となる。  The present invention has been made on the basis of the above knowledge, and (A) a magnetic nanocrystal coated with a fat-soluble surfactant is dispersed in a fat-soluble organic solvent to adjust a fat-soluble magnetic fluid, and the magnetic A step of dissolving a fat-soluble drug or the like in a fluid, adding an aqueous solution or the like, and obtaining a water in oil type reverse micelle in which the magnetic nanocrystals are uniformly dispersed by ultrasonic irradiation or the like; and (B) Subsequently, ultrasonic irradiation or the like is performed to rapidly and powerfully reduce the pressure while maintaining uniform dispersion of the magnetic nanocrystals with high specific gravity. By rapidly evaporating the fat-soluble organic solvent by the reduced pressure, self-association is promoted by a rapid hydrophobic bond between the hydrophobic group of the surfactant and the hydrophobic group of the fat-soluble drug covering the magnetic nanocrystal. Self-association yields self-association-type magnetic lipid nanoparticles with high dispersibility in aqueous solutions by exposing the hydrophilic groups of lipid-soluble drugs to the outermost layer of the nanoparticles through self-association, thereby imparting hydrophilicity to the nanoparticles. Provided is a method for producing type magnetic lipid nanoparticles. By adopting the self-association type, the preparation of the magnetic lipid nanoparticles can be simplified, and the production method can easily improve the performance of the magnetic lipid nanoparticles by changing the particle composition lipid composition and the like.

本発明の自己会合型磁性脂質ナノ粒子の製造方法は、(A)脂溶性界面活性剤で被覆した磁性体ナノ結晶を脂溶性有機溶媒に分散させることにより脂溶性磁性流体を調整し、該磁性流体に脂溶性薬剤等を溶解させ、さらに水あるいは水溶性薬剤の溶解した水溶液等を添加し、超音波照射等により磁性体ナノ結晶が均一に分散するwater in oil型の逆ミセルを得る工程;及び(B)上記逆ミセルに引き続き超音波照射等を行うことにより、比重の高い磁性体ナノ結晶の均一な分散を維持した状態で、急速かつ強力な減圧を行う。該減圧により、脂溶性有機溶媒を急速に蒸発させることにより、磁性体ナノ結晶を被覆する上記界面活性剤の疎水基と脂溶性薬剤の疎水基同士の速やかな疎水結合による自己会合を促す。該自己会合により脂溶性薬剤の親水基をナノ粒子の最外層に表出させることにより、ナノ粒子に親水性を付与し、水溶液中で分散性の高い自己会合型磁性脂質ナノ粒子を得ることを特徴とする。  The method for producing self-associating magnetic lipid nanoparticles of the present invention comprises (A) preparing a lipid-soluble magnetic fluid by dispersing a magnetic nanocrystal coated with a fat-soluble surfactant in a fat-soluble organic solvent, A step of dissolving a fat-soluble drug in a fluid, adding water or an aqueous solution in which a water-soluble drug is dissolved, and obtaining water-in-oil type reverse micelles in which magnetic nanocrystals are uniformly dispersed by ultrasonic irradiation or the like; And (B) By performing ultrasonic irradiation or the like subsequent to the reverse micelle, rapid and powerful depressurization is performed while maintaining uniform dispersion of the magnetic nanocrystal with high specific gravity. By rapidly evaporating the fat-soluble organic solvent by the reduced pressure, self-association is promoted by a rapid hydrophobic bond between the hydrophobic group of the surfactant and the hydrophobic group of the fat-soluble drug covering the magnetic nanocrystal. By making the hydrophilic group of the lipid-soluble drug appear on the outermost layer of the nanoparticle by the self-association, the nanoparticle is imparted with hydrophilicity to obtain a self-association type magnetic lipid nanoparticle having high dispersibility in an aqueous solution. Features.

図1は、本発明の自己会合型磁性脂質ナノ粒子の製造方法の工程を図示したものである。図1に示すように、本発明の自己会合型磁性脂質ナノ粒子の製造方法においては、(A)脂溶性薬剤等を溶解させた脂溶性磁性流体と水溶液の混合物からwater in oil型の逆ミセルを得る工程及び(B)上記逆ミセルの超音波照射下での減圧により、自己会合型磁性脂質ナノ粒子を得る工程からなる。  FIG. 1 illustrates the steps of the method for producing self-associating magnetic lipid nanoparticles of the present invention. As shown in FIG. 1, in the method for producing self-associating magnetic lipid nanoparticles of the present invention, (A) a water-in-oil-type reverse micelle is obtained from a mixture of a fat-soluble magnetic fluid in which a fat-soluble drug or the like is dissolved and an aqueous solution. And (B) obtaining self-association type magnetic lipid nanoparticles by reducing the pressure of the reverse micelle under ultrasonic irradiation.

先ず、本発明において用いられる脂溶性磁性流体について説明する。脂溶性磁性流体は、磁性体ナノ結晶、磁性体ナノ結晶を被覆する脂溶性界面活性剤及び脂溶性有機溶媒から構成される。脂溶性界面活性剤で被覆された磁性体ナノ結晶はブラウン運動や界面活性剤の電荷による反発力等を介して脂溶性有機溶媒中に均一に分散する。  First, the fat-soluble magnetic fluid used in the present invention will be described. The fat-soluble ferrofluid is composed of a magnetic nanocrystal, a fat-soluble surfactant that coats the magnetic nanocrystal, and a fat-soluble organic solvent. The magnetic nanocrystals coated with the fat-soluble surfactant are uniformly dispersed in the fat-soluble organic solvent through Brownian motion, repulsive force due to the charge of the surfactant, or the like.

本発明において用いられる脂溶性磁性流体を構成する磁性体ナノ結晶の種類については、例えば、マグネタイト(Fe)、マグヘマイト(Fe)、一酸化鉄(FeO)、鉄(Fe)、ニッケル、コバルト、コバルト白金クロム合金、バリウムフェライト合金、マンガンアルミ合金、鉄白金合金、鉄パラジウム合金、コバルト白金合金、鉄ネオジムボロン合金、及びサマリウムコバルト合金等特に限定されず、脂溶性界面活性剤により被覆することのできるものは全て用いることができるが、生体内利用を目的とした場合、毒性による有害事象回避のため、マグネタイト、マグヘマイト、一酸化鉄、鉄等の使用が好ましい。また、必要に応じて二種種以上の磁性体ナノ結晶を混合して用いることも可能である。Examples of the types of magnetic nanocrystals constituting the fat-soluble magnetic fluid used in the present invention include magnetite (Fe 3 O 4 ), maghemite (Fe 2 O 3 ), iron monoxide (FeO), and iron (Fe). , Nickel, cobalt, cobalt platinum chromium alloy, barium ferrite alloy, manganese aluminum alloy, iron platinum alloy, iron palladium alloy, cobalt platinum alloy, iron neodymium boron alloy, samarium cobalt alloy, etc. Any of those that can be coated can be used. However, for the purpose of in vivo use, use of magnetite, maghemite, iron monoxide, iron or the like is preferable in order to avoid adverse events due to toxicity. Moreover, it is also possible to mix and use two or more kinds of magnetic nanocrystals as necessary.

本発明において用いられる脂溶性磁性流体を構成する脂溶性界面活性剤の種類としては、例えば、オレイン酸、リノレイン酸、リノレン酸等炭素数18の脂溶性不飽和脂肪酸が好ましい。その中でも二重結合数が最小である、すなわち、酸化耐性の高いオレイン酸が好ましい。但し、脂溶性磁性流体を作製可能であれば、界面活性剤の種類に何ら制限なく用いることができる。また、必要に応じて二種種以上の界面活性剤を混合して用いることも可能である。  As the kind of the fat-soluble surfactant constituting the fat-soluble magnetic fluid used in the present invention, for example, a fat-soluble unsaturated fatty acid having 18 carbon atoms such as oleic acid, linolenic acid and linolenic acid is preferable. Among them, oleic acid having the smallest number of double bonds, that is, high oxidation resistance is preferable. However, as long as a fat-soluble magnetic fluid can be produced, any type of surfactant can be used without any limitation. Moreover, it is also possible to mix and use 2 or more types of surfactant as needed.

本発明において用いられる脂溶性磁性流体を構成する脂溶性有機溶媒の種類としては、例えば、クロロホルム、n−ヘキサン等、比較的低沸点の減圧により蒸発しやすい、脂溶性界面活性剤で被覆された磁性体ナノ結晶の安定した分散が可能であり、かつ脂溶性薬剤の溶解可能な非極性脂溶性有機溶媒が好ましい。但し、脂溶性薬剤の溶解可能な脂溶性磁性流体を作製可能であれば、脂溶性有機溶媒の種類に何ら制限なく用いることができる。また、必要に応じて二種種以上の有機溶媒を混合して用いることも可能である。  As a kind of the fat-soluble organic solvent constituting the fat-soluble magnetic fluid used in the present invention, for example, chloroform, n-hexane or the like, which is easily evaporated by reduced pressure with a relatively low boiling point, is coated with a fat-soluble surfactant. Nonpolar fat-soluble organic solvents that can stably disperse magnetic nanocrystals and can dissolve fat-soluble drugs are preferred. However, any fat-soluble organic solvent can be used without any limitation as long as a fat-soluble magnetic fluid capable of dissolving the fat-soluble drug can be produced. Moreover, it is also possible to mix and use 2 or more types of organic solvents as needed.

本発明において用いられる脂溶性薬剤については、脂溶性磁性流体に溶解可能かつ自己会合型磁性脂質ナノ粒子を作製可能であれば、例えば、リン脂質、糖脂質、ステロール、不飽和あるいは飽和の脂肪酸、脂溶性抗癌剤、脂溶性光感受性物質、脂溶性造影剤等何ら制限なく用いることができる。また、必要に応じて、二種種以上の脂溶性薬剤を混合して用いることも可能である。  As for the fat-soluble drug used in the present invention, for example, phospholipid, glycolipid, sterol, unsaturated or saturated fatty acid, if soluble in a fat-soluble ferrofluid and capable of producing self-associating magnetic lipid nanoparticles, A fat-soluble anticancer agent, a fat-soluble photosensitizer, a fat-soluble contrast agent and the like can be used without any limitation. Moreover, it is also possible to mix and use 2 or more types of fat-soluble chemical | medical agents as needed.

本発明において用いられるリン脂質としては、例えば、卵黄レシチン、大豆レシチン、カルジオリピン、スフィンゴミエリン、ホスファチジン酸、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジルコリン(例えば、ジオレオイルホスファチジルコリン、ジラウロイルホスファチジルコリン、ジミリストイルホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコリン、ジステアロイルホスファチジルコリン等)、ホスファチジルグリセロール(例えば、ジオレオイルホスファチジルグリセロール、ジラウロイルホスファチジルグリセロール、ジミリストイルホスファチジルグリセロール、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール、ジステアロイルホスファチジルグリセロール等)、ホスファチジルエタノールアミン(例えば、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン、ジラウロイルホスファチジルエタノールアミン、ジミリストイルホスファチジルエタノールアミン、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン、ジステアロイルホスファチジルエタノールアミン等)及びこれらの水素添加物等が挙げられる。  Examples of the phospholipid used in the present invention include egg yolk lecithin, soybean lecithin, cardiolipin, sphingomyelin, phosphatidic acid, phosphatidylserine, phosphatidylinositol, phosphatidylcholine (for example, dioleoylphosphatidylcholine, dilauroylphosphatidylcholine, dimyristoylphosphatidylcholine, Palmitoylphosphatidylcholine, distearoylphosphatidylcholine, etc.), phosphatidylglycerol (eg dioleoylphosphatidylglycerol, dilauroylphosphatidylglycerol, dimyristoylphosphatidylglycerol, dipalmitoylphosphatidylglycerol, distearoylphosphatidylglycerol, etc.), phosphatidylethanolami (E.g., dioleoylphosphatidylethanolamine, dilauroyl phosphatidylethanolamine, dimyristoyl phosphatidylethanolamine, dipalmitoyl phosphatidylethanolamine, distearoyl phosphatidylethanolamine, etc.) and their hydrogenated products, and the like.

本発明において用いられる糖脂質としては、例えば、スフィンゴ糖脂質(例えば、ガンクリオシド、ガラクトシルセレブロシド、ラクトシルセレブロシド等)、グリセロ糖脂質(例えば、スルホキシリボシルグリセリド、ジグリコシルジグリセリド、ジガラクトシルジグリセリド、ガラクトシルジグリセリド、グリコシルジグリセリド等)等が挙げられる。  Examples of the glycolipid used in the present invention include glycosphingolipid (eg, ganglioside, galactosyl cerebroside, lactosyl cerebroside, etc.), glyceroglycolipid (eg, sulfoxyribosyl glyceride, diglycosyl diglyceride, digalactosyl diglyceride, galactosyl diglyceride) , Glycosyl diglycerides and the like).

本発明において用いられるステロールとしては、例えば、動物由来ステロール(例えば、コレステロール、コレステロールコハク酸、ラノステロール、ジヒドロラノステロール、デスモステロール、ジヒドロコレステロール等)、植物由来ステロール(フィトステロール)(例えば、スチグマステロール、シトステロール、カンペステロール、ブラシカステロール等)、微生物由来ステロール(例えば、チモステロール、エルゴステロール等)等が挙げられる。  Examples of sterols used in the present invention include animal-derived sterols (eg, cholesterol, cholesterol succinic acid, lanosterol, dihydrolanosterol, desmosterol, dihydrocholesterol, etc.), plant-derived sterols (phytosterols) (eg, stigmasterol, sitosterol) , Campesterol, brush casterol, etc.), microorganism-derived sterols (eg, timosterol, ergosterol, etc.) and the like.

本発明において用いられる飽和又は不飽和の脂肪酸としては、例えば、パルミチン酸、オレイン酸、ステアリン酸、アラキドン酸、ミリスチン酸等の炭素数12〜20の不飽和または飽和の脂肪酸が挙げられる。  Examples of the saturated or unsaturated fatty acid used in the present invention include unsaturated or saturated fatty acids having 12 to 20 carbon atoms such as palmitic acid, oleic acid, stearic acid, arachidonic acid, and myristic acid.

本発明において用いられる脂質は、中性脂質、陽性荷電脂質および陰性荷電脂質に分類され、中性脂質としては、例えば、ジアシルホスファチジルコリン、ジアシルホスファチジルエタノールアミン、コレステロール、セラミド、スフィンゴミエリン、セファリン、セレブロシド等が挙げられる。陽性荷電脂質としては、例えば、DOTAP(1,2−dioleoyloxy−3−trimethylammonio propane)、DC−6−14(O,O‘−ditetradecanoyl−N−(alpha−trimethylammonioacetyl)diethanolamine chloride、DC−Chol(3beta−N−(N,N,−dimethyl−aminoethane)carbamol cholesterol)、TMAG(N−(alpha−trimethylammonioacetyl)didodecyl−D−glutamate chloride)、DOTMA(N−2,3−di−oleyloxypropyl−N,N,N−trimethylammonium)、DODAC(dioctadecyldimethylammonium chloride)、DDAB(didodecyl−ammonium bromide)、DOSPA(2,3−dioleyloxy−N−[2(sperminecarboxamido)ethyl]−N,N−dimethyl−1−propanaminum trifluoroacetane)等が挙げられる。  Lipids used in the present invention are classified into neutral lipids, positively charged lipids and negatively charged lipids. Examples of neutral lipids include diacylphosphatidylcholine, diacylphosphatidylethanolamine, cholesterol, ceramide, sphingomyelin, cephalin, and cerebroside. Is mentioned. As positively charged lipids, for example, DOTAP (1,2-dioleoyloxy-3-trimethylammoniumpropane), DC-6-14 (O, O'-diethyldecanoylyl-N- (alpha-trimethylaluminoacetyletyletetylamineetetyl) 3, -N- (N, N, -dimethyl-aminoethane) carbamol cholesterol), TMAG (N- (alpha-trimethylammoniumiocetyl) didodedecyl-D-glutamate chloride), DOTMA (N-2, 3-N-y-pyro, N-y-p-yro, N N-trimethylammon um), DODAC (dioctadecyldimethylammonium chloride), DDAB (didodecylyl-ammonium bromide), DOSPA (2,3-dioyloxylamine-N-dimethyl-N--2). .

生体内利用を目的とする場合、自己会合型磁性脂質ナノ粒子表面に親水性ポリマーを有することが好ましい。自己会合型磁性脂質ナノ粒子表面に親水性ポリマーを修飾することにより血管内滞留時間を延長することが可能になる。自己会合型磁性脂質ナノ粒子を構成する脂質に対する親水性ポリマーの含有量は、特に限定されないが、1〜10%(モル比)、好ましくは7〜10%(モル比)である。自己会合型磁性脂質ナノ粒子を構成する脂質は、親水性ポリマーの主鎖末端に結合するのが好ましいが、側鎖に結合していても良い。  For the purpose of in vivo use, it is preferable to have a hydrophilic polymer on the surface of self-association type magnetic lipid nanoparticles. It is possible to extend the residence time in blood vessels by modifying the hydrophilic polymer on the surface of the self-association type magnetic lipid nanoparticles. Although content of the hydrophilic polymer with respect to the lipid which comprises a self-association type magnetic lipid nanoparticle is not specifically limited, It is 1-10% (molar ratio), Preferably it is 7-10% (molar ratio). The lipid constituting the self-association type magnetic lipid nanoparticle is preferably bonded to the end of the main chain of the hydrophilic polymer, but may be bonded to the side chain.

本発明において用いられる該親水性ポリマーの種類は特に限定されるものではなく、例えば、ポリアルキレングリコール(例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコール)、デキストラン、プルラン、フィコール、ポリビニルアルコール、スチレン−無水マレイン酸交互共重合体、ジビニルエーテル−無水マレイン酸交互共重合体、アミロース、アミロペクチン、キトサン、マンナン、シクロデキストリン、ペクチン、カラギーナン等が挙げられるが、ポリアルキレングリコールが好ましく、ポリエチレングリコールがさらに好ましい。  The kind of the hydrophilic polymer used in the present invention is not particularly limited. For example, polyalkylene glycol (for example, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, polyhexamethylene glycol), dextran, pullulan, ficoll. , Polyvinyl alcohol, styrene-maleic anhydride alternating copolymer, divinyl ether-maleic anhydride alternating copolymer, amylose, amylopectin, chitosan, mannan, cyclodextrin, pectin, carrageenan, etc., but polyalkylene glycol is preferred. Polyethylene glycol is more preferable.

本発明において用いられる親水性ポリマーがポリアルキレングリコールである場合、その分子量は、通常300〜10000、好ましくは1000〜5000である。  When the hydrophilic polymer used in the present invention is a polyalkylene glycol, the molecular weight is usually 300 to 10,000, preferably 1000 to 5,000.

本発明において用いられる親水性ポリマーには、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、t−ペンチル基、ネオペンチル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基等)、ヒドロキシル基、カルボニル基、アルコキシカルボニル基、シアノ基等の置換基が導入されていても良い。  The hydrophilic polymer used in the present invention includes alkyl groups (for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, s-butyl group, t-butyl group, n- Pentyl group, isopentyl group, t-pentyl group, neopentyl group, etc.), alkoxy group (for example, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, s-butoxy group, t -Butoxy group, etc.), a hydroxyl group, a carbonyl group, an alkoxycarbonyl group, a cyano group and other substituents may be introduced.

自己会合型磁性脂質ナノ粒子構成脂質と親水性ポリマーとは、自己会合型磁性脂質ナノ粒子構成脂質が有する官能基と親水性ポリマーが有する官能基とを反応させることにより、共有結合を介して結合させることができる。共有結合を形成可能な官能基の組み合わせとしては、例えば、アミノ基/カルボキシル基、アミノ基/ハロゲン化アシル基、アミノ基/N−ヒドロキシスクシンイミドエステル基、アミノ基/ベンゾトリアゾールカーボネート基、アミノ基/アルデヒド基、チオール基/マレイミド基、チオール基/ビニルスルホン基等が挙げられる。  Self-associating magnetic lipid nanoparticle-constituting lipid and hydrophilic polymer are bonded via a covalent bond by reacting the functional group of the self-associating magnetic lipid nanoparticle-constituting lipid with the functional group of the hydrophilic polymer. Can be made. Examples of combinations of functional groups capable of forming a covalent bond include amino group / carboxyl group, amino group / acyl halide group, amino group / N-hydroxysuccinimide ester group, amino group / benzotriazole carbonate group, amino group / Examples include an aldehyde group, a thiol group / maleimide group, and a thiol group / vinylsulfone group.

次に、本発明の自己会合型磁性脂質ナノ粒子の製造方法について、工程毎に説明する。先ず、上記工程(A)について説明する。上記工程(A)は、脂溶性界面活性剤で被覆した磁性体ナノ結晶を脂溶性有機溶媒に分散させることにより脂溶性磁性流体を調整し、該磁性流体に脂溶性薬剤等を溶解させ、さらに水溶液等を添加し、超音波照射等により磁性体ナノ結晶が均一に分散するwater in oil型の逆ミセルを得る工程である。  Next, the manufacturing method of the self-association type magnetic lipid nanoparticles of the present invention will be described for each step. First, the step (A) will be described. In the step (A), a lipid-soluble magnetic fluid is prepared by dispersing a magnetic nanocrystal coated with a fat-soluble surfactant in a fat-soluble organic solvent, and a fat-soluble drug or the like is dissolved in the magnetic fluid. This is a step of obtaining a water in oil type reverse micelle in which an aqueous solution or the like is added and magnetic nanocrystals are uniformly dispersed by ultrasonic irradiation or the like.

上記工程(A)においては、先ず脂溶性界面活性剤で被覆した磁性体ナノ結晶を脂溶性有機溶媒に分散させることにより脂溶性磁性流体を調整する。脂溶性磁性流体を得る方法としては、従来公知の方法を何ら制限なく用いることができる。脂溶性界面活性剤で被覆した磁性体ナノ結晶を脂溶性有機溶媒に分散させることができれば、いかなる方法を用いてもよいが、本発明においてはペプチゼーション法を用いることが好ましい。ペプチゼーション法により、短時間のうちに磁性体ナノ結晶は脂溶性界面活性剤にて均一に被覆され脂溶性有機溶媒中に分散することにより脂溶性磁性流体を形成する。  In the step (A), first, a lipid-soluble magnetic fluid is prepared by dispersing magnetic nanocrystals coated with a fat-soluble surfactant in a fat-soluble organic solvent. As a method for obtaining a fat-soluble magnetic fluid, a conventionally known method can be used without any limitation. Any method may be used as long as the magnetic nanocrystals coated with the fat-soluble surfactant can be dispersed in the fat-soluble organic solvent, but in the present invention, the peptization method is preferably used. By the peptization method, the magnetic nanocrystals are uniformly coated with a fat-soluble surfactant in a short time and dispersed in a fat-soluble organic solvent to form a fat-soluble magnetic fluid.

ペプチゼーション法については、従来公知の方法により実施することができる。以下、ペプチゼーション法による脂溶性磁性流体の調整について簡単に説明する。ペプチゼーション法は、磁性体ナノ結晶析出工程と、脂溶性界面活性剤による磁性体ナノ結晶被覆工程とに分けられる。以下、マグネタイトナノ結晶をオレイン酸で被覆し、クロロホルムに分散させる場合について説明する。マグネタイトナノ結晶析出工程は、鉄イオンを含有する水溶液のアルカリ化により行われる。かかる脂溶性界面活性剤によるマグネタイトナノ結晶被覆工程は、得られたマグネタイトナノ結晶表面を脂溶性界面活性剤で被覆することにより脂溶性有機溶媒中でマグネタイトナノ結晶の均一な分散が可能な脂溶性磁性流体を調整するために行われる工程である。  The peptization method can be performed by a conventionally known method. Hereinafter, adjustment of the fat-soluble magnetic fluid by the peptization method will be briefly described. The peptization method is divided into a magnetic nanocrystal precipitation step and a magnetic nanocrystal coating step with a fat-soluble surfactant. Hereinafter, a case where magnetite nanocrystals are coated with oleic acid and dispersed in chloroform will be described. The magnetite nanocrystal precipitation step is performed by alkalizing an aqueous solution containing iron ions. The magnetite nanocrystal coating step with such a fat-soluble surfactant is a lipid-soluble that allows uniform dispersion of magnetite nanocrystals in a fat-soluble organic solvent by coating the surface of the obtained magnetite nanocrystal with a fat-soluble surfactant. It is a process performed to adjust the magnetic fluid.

ペプチゼーション法におけるマグネタイトナノ結晶析出工程は、一般的に2価及び3価の塩化鉄、硫酸鉄、硝酸鉄等鉄塩を含有する水溶液をアルカリ処理することによりナノサイズのマグネタイト結晶を得るための工程である。アルカリ処理はアンモニア水の添加により行われることが好ましい。但し、マグネタイトナノ結晶を析出可能であれば、鉄塩の種類あるいはアルカリ処理の方法に何ら制限なく用いることができる。  The magnetite nanocrystal precipitation step in the peptization method is generally used to obtain nano-sized magnetite crystals by alkaline treatment of an aqueous solution containing iron salts such as divalent and trivalent iron chloride, iron sulfate, and iron nitrate. It is a process. The alkali treatment is preferably performed by adding ammonia water. However, as long as magnetite nanocrystals can be precipitated, any type of iron salt or alkali treatment method can be used without any limitation.

次に、ペプチゼーション法における脂溶性界面活性剤による磁性体ナノ結晶被覆工程について説明する。ペプチゼーション法における脂溶性界面活性剤による磁性体ナノ結晶被覆工程は、先ず、アンモニア過剰のマグネタイトスラリーに灯油に溶解したオレイン酸を加え良く攪拌することにより、オレイン酸を水溶性のオレイン酸アンモニウムに置換する。この操作により、マグネタイトナノ結晶表面の水酸基とオレイン酸アンモニウムのカルボキシル基が結合する。攪拌を続けながらセ氏95度まで加温を行っていくと、セ氏78度にてオレイン酸アンモニウムはアンモニアガスを発生しながら脂溶性のオレイン酸に分解するため上層の灯油層と下層の水層の2相に分離する。この分解により、マグネタイトナノ結晶はオレイン酸で被覆されかつ灯油層に分散するようになる。  Next, a magnetic nanocrystal coating step with a fat-soluble surfactant in the peptization method will be described. The magnetic nanocrystal coating step with a fat-soluble surfactant in the peptization method involves first adding oleic acid dissolved in kerosene to an ammonia-excess magnetite slurry and stirring well to convert oleic acid into water-soluble ammonium oleate. Replace. By this operation, the hydroxyl group on the surface of the magnetite nanocrystal and the carboxyl group of ammonium oleate are bonded. When heating to 95 degrees Celsius while continuing to stir, ammonium oleate decomposes into fat-soluble oleic acid while generating ammonia gas at 78 degrees Celsius, so the upper kerosene layer and the lower aqueous layer Separate into two phases. This decomposition causes the magnetite nanocrystals to be coated with oleic acid and dispersed in the kerosene layer.

オレイン酸被覆マグネタイトナノ結晶が分散する灯油層を取出し、アセトン等の極性有機溶媒を加えることによりフロキュレーションさせ、さらに永久磁石あるいは遠心分離によるフロキュレーションの回収を行う。回収したフロキュレーションにアセトンを加え、永久磁石あるいは遠心分離によるフロキュレーションの洗浄を行うことにより余剰のオレイン酸を除去する。続いて、永久磁石あるいは遠心分離によるフロキュレーションの回収ののち、減圧によりアセトンを蒸発させることにより、オレイン酸被覆マグネタイトナノ結晶を乾燥させる。  The kerosene layer in which the oleic acid-coated magnetite nanocrystals are dispersed is taken out and flocculated by adding a polar organic solvent such as acetone, and the flocculation is recovered by permanent magnet or centrifugation. Acetone is added to the collected flocculation, and excess oleic acid is removed by washing the flocculation with a permanent magnet or centrifugation. Subsequently, the oleic acid-coated magnetite nanocrystals are dried by evaporating acetone by reducing the pressure after recovering the flocculation by a permanent magnet or centrifugation.

得られたオレイン酸被覆マグネタイトナノ結晶にクロロホルムを加え、クロロホルム中にオレイン酸被覆マグネタイトナノ結晶を再分散させることにより、脂溶性磁性流体を得る。  By adding chloroform to the obtained oleic acid-coated magnetite nanocrystals and redispersing the oleic acid-coated magnetite nanocrystals in chloroform, a fat-soluble magnetic fluid is obtained.

本発明の自己会合型磁性脂質ナノ粒子の製造方法における脂溶性界面活性剤による磁性体ナノ結晶被覆工程においては、上述したペプチゼーション法等のように、磁性体ナノ結晶析出工程により得られた磁性体ナノ結晶表面を脂溶性界面活性剤で被覆することにより脂溶性有機溶媒中で磁性体ナノ結晶の均一な分散が可能な脂溶性磁性流体を形成する。  In the magnetic nanocrystal coating step with the fat-soluble surfactant in the method for producing self-association type magnetic lipid nanoparticles of the present invention, the magnetic material obtained by the magnetic nanocrystal precipitation step, such as the peptization method described above, is used. By coating the surface of the body nanocrystals with a fat-soluble surfactant, a fat-soluble ferrofluid capable of uniformly dispersing the magnetic nanocrystals in a fat-soluble organic solvent is formed.

上記工程(A)は、脂溶性界面活性剤で被覆した磁性体ナノ結晶を脂溶性有機溶媒に分散させることにより脂溶性磁性流体を調整し、該磁性流体に脂溶性薬剤等を溶解させ、さらに水溶液等を添加し、超音波照射等により磁性体ナノ結晶が均一に分散するwater in oil型の逆ミセルを得る工程である。引き続き、上述のペプチゼーション法により得られたクロロホルムベースの脂溶性磁性流体に脂溶性薬剤等を溶解させ、さらに水溶液等を添加し、超音波照射等により磁性体ナノ結晶が均一に分散するwater in oil型の逆ミセルを得る工程について説明する。以下、得られたクロロホルムベースの脂溶性磁性流体に、リン脂質、陽性荷電脂質を溶解させ、さらに水を加えた混合物からwater in oil型の逆ミセルを得る工程について説明する。  In the step (A), a lipid-soluble magnetic fluid is prepared by dispersing a magnetic nanocrystal coated with a fat-soluble surfactant in a fat-soluble organic solvent, and a fat-soluble drug or the like is dissolved in the magnetic fluid. This is a step of obtaining a water in oil type reverse micelle in which an aqueous solution or the like is added and magnetic nanocrystals are uniformly dispersed by ultrasonic irradiation or the like. Subsequently, water-in in which the magnetic nanocrystals are dispersed uniformly by ultrasonic irradiation or the like by dissolving a fat-soluble drug or the like in the chloroform-based fat-soluble magnetic fluid obtained by the peptization method described above, and further adding an aqueous solution or the like. The process of obtaining oil type reverse micelles will be described. Hereinafter, a process of obtaining water-in-oil type reverse micelles from a mixture obtained by dissolving phospholipids and positively charged lipids in the obtained chloroform-based fat-soluble magnetic fluid and further adding water will be described.

上述のペプチゼーション法により得られたクロロホルムベースの脂溶性磁性流体にリン脂質、陽性荷電脂質を溶解させ、さらに水を加えた混合物に超音波照射等を行うことにより、リン脂質、陽性荷電脂質が溶解したクロロホルムベースの脂溶性磁性流体中に水の小滴が分散したwater in oil型の逆ミセルを得る。尚、超音波照射直前に、ボルテックス法等により混合物を良く攪拌させたのち超音波照射を行うのが好ましい。さらに好ましくは、ボルテックス法による攪拌の際に、ガラスビーズを用いることにより攪拌の効率を高めることが可能となる。この攪拌は、超音波照射によるwater in oil型の逆ミセルの形成をより円滑にするものである。また、water in oil型の逆ミセルは放置により逆ミセル径の拡大を惹起するため、工程(B)の直前まで、超音波照射を継続するのが好ましい。  Phospholipids and positively charged lipids can be obtained by dissolving phospholipids and positively charged lipids in chloroform-based fat-soluble ferrofluids obtained by the peptization method described above, and then irradiating the mixture with water, etc. Water-in-oil type reverse micelles in which water droplets are dispersed in a dissolved chloroform-based fat-soluble ferrofluid are obtained. Note that it is preferable to perform ultrasonic irradiation immediately after the mixture is thoroughly stirred by a vortex method or the like immediately before ultrasonic irradiation. More preferably, the efficiency of stirring can be increased by using glass beads during stirring by the vortex method. This agitation facilitates the formation of water in oil type reverse micelles by ultrasonic irradiation. In addition, since water-in-oil type reverse micelles cause an increase in reverse micelle diameter when left untreated, it is preferable to continue ultrasonic irradiation until immediately before the step (B).

上述した工程(A)により、脂溶性界面活性剤で被覆した磁性体ナノ結晶を脂溶性有機溶媒に分散させることにより脂溶性磁性流体を調整し、該磁性流体に脂溶性薬剤等を溶解させ、さらに水溶液等を添加し、超音波照射等により磁性体ナノ結晶が均一に分散するwater in oil型の逆ミセルを形成する。  By the step (A) described above, the lipid-soluble magnetic fluid is prepared by dispersing the magnetic nanocrystals coated with the fat-soluble surfactant in the fat-soluble organic solvent, and the fat-soluble drug or the like is dissolved in the magnetic fluid, Further, an aqueous solution or the like is added, and water in oil type reverse micelles in which the magnetic nanocrystals are uniformly dispersed are formed by ultrasonic irradiation or the like.

次に、上記工程(B)について説明する。上記工程(B)は、上記工程(A)で得られた逆ミセルに引き続き超音波照射等を行うことにより、比重の高い磁性体ナノ結晶の均一な分散を維持した状態で、急速かつ強力な減圧を行う。該減圧により、脂溶性有機溶媒を急速に蒸発させることにより、磁性体ナノ結晶を被覆する上記界面活性剤の疎水基と脂溶性薬剤の疎水基同士の速やかな疎水結合による自己会合を促す。該自己会合により脂溶性薬剤の親水基をナノ粒子の最外層に表出させることにより、ナノ粒子に親水性を付与し、水溶液中で分散性の高い自己会合型磁性脂質ナノ粒子を形成する。以下、リン脂質、陽性荷電脂質が溶解したクロロホルムベースの脂溶性磁性流体中に水の小滴が分散したwater in oil型の逆ミセルから、自己会合型磁性脂質ナノ粒子を得る場合について説明する。  Next, the said process (B) is demonstrated. In the step (B), the reverse micelles obtained in the step (A) are subsequently subjected to ultrasonic irradiation or the like, thereby maintaining a uniform dispersion of magnetic nanocrystals having a high specific gravity in a rapid and powerful manner. Depressurize. By rapidly evaporating the fat-soluble organic solvent by the reduced pressure, self-association is promoted by a rapid hydrophobic bond between the hydrophobic group of the surfactant and the hydrophobic group of the fat-soluble drug covering the magnetic nanocrystal. The self-association causes the hydrophilic group of the fat-soluble drug to be exposed in the outermost layer of the nanoparticle, thereby imparting hydrophilicity to the nanoparticle and forming a self-association type magnetic lipid nanoparticle having high dispersibility in an aqueous solution. Hereinafter, a case where self-association type magnetic lipid nanoparticles are obtained from water in oil type reverse micelles in which water droplets are dispersed in a chloroform-based fat-soluble magnetic fluid in which phospholipids and positively charged lipids are dissolved will be described.

上記工程(A)により得られたリン脂質、陽性荷電脂質が溶解したクロロホルムベースの脂溶性磁性流体中に水の小滴が分散したwater in oil型の逆ミセルに対し超音波照射等を継続あるいは断続して行うことにより逆ミセル径の拡大を防止したうえで、真空ポンプ等を用いて、急速かつ強力な減圧を行う。該減圧による有機溶媒の蒸発の過程で、磁性体ナノ結晶の濃縮が生じ、比重の大きな磁性体ナノ結晶の逆ミセルからの分離が起こりやすくなるが、超音波照射処理の継続により該分離は防止される。さらに、効果的に該分離を防止するためには、急速かつ強力な該減圧が好ましい。すなわち、急速かつ強力な該減圧は、磁性体ナノ結晶の逆ミセルからの分離が始まる前に有機溶媒をほぼ完全に蒸発させることにより、安定した自己会合型磁性脂質ナノ粒子を形成する。  Continue ultrasonic irradiation or the like on water-in-oil type reverse micelles in which water droplets are dispersed in a chloroform-based lipid-soluble magnetic fluid in which the phospholipids and positively charged lipids obtained in the above step (A) are dissolved After intermittently preventing the reverse micelle diameter from expanding, rapid and powerful pressure reduction is performed using a vacuum pump or the like. In the process of evaporation of the organic solvent due to the reduced pressure, the magnetic nanocrystals are concentrated and the magnetic nanocrystals having a large specific gravity are likely to be separated from the reverse micelles. Is done. Further, in order to effectively prevent the separation, the rapid and strong decompression is preferable. That is, the rapid and powerful decompression forms stable self-associating magnetic lipid nanoparticles by almost completely evaporating the organic solvent before separation of the magnetic nanocrystals from the reverse micelles begins.

本発明において用いられる水溶性薬剤については、緩衝塩(例えば、リン酸緩衝塩、クエン酸緩衝塩、酢酸緩衝塩等)、糖類、多価アルコール、水溶性高分子、非イオン性界面活性剤、抗酸化剤、水和促進剤、pH調整剤等、自己会合型磁性脂質ナノ粒子を作製可能であれば、何ら制限なく用いることができる。  As for the water-soluble drug used in the present invention, buffer salts (for example, phosphate buffer salts, citrate buffer salts, acetate buffer salts, etc.), saccharides, polyhydric alcohols, water-soluble polymers, nonionic surfactants, As long as self-association type magnetic lipid nanoparticles can be produced, such as antioxidants, hydration accelerators, pH adjusters, etc., they can be used without any limitation.

本発明においては、逆ミセルの形成および維持において用いられる超音波照射装置は、自己会合型磁性脂質ナノ粒子の原料の酸化防止、超音波発生装置の構成金属等の混入防止のため、開放型超音波発生装置でなく、カップホーン型等の密閉型の高出力超音波発生装置であることが好ましい。但し、逆ミセルの形成および維持が可能であれば、超音波照射装置の種類に何ら制限無く用いることができる。  In the present invention, the ultrasonic irradiation device used in the formation and maintenance of reverse micelles is an open-type supersonic wave in order to prevent oxidation of the raw material of self-associating magnetic lipid nanoparticles and to prevent contamination of constituent metals of the ultrasonic generator. It is preferably a sealed high-power ultrasonic generator such as a cup horn type instead of a sound generator. However, as long as reverse micelles can be formed and maintained, any kind of ultrasonic irradiation device can be used without any limitation.

上述した工程(B)により、工程(A)で得られた逆ミセルに引き続き超音波照射等を行うことにより、比重の高い磁性体ナノ結晶の均一な分散を維持した状態で、急速かつ強力な減圧を行う。該減圧により、脂溶性有機溶媒を急速に蒸発させることにより、磁性体ナノ結晶を被覆する上記界面活性剤の疎水基と脂溶性薬剤の疎水基同士の速やかな疎水結合による自己会合を促す。該自己会合により脂溶性薬剤の親水基をナノ粒子の最外層に表出させることにより、ナノ粒子に親水性を付与し、水溶液中で分散性の高い自己会合型磁性脂質ナノ粒子を形成する。  By performing ultrasonic irradiation or the like subsequent to the reverse micelle obtained in step (A) by the above-described step (B), rapid and powerful while maintaining uniform dispersion of magnetic nanocrystals with high specific gravity. Depressurize. By rapidly evaporating the fat-soluble organic solvent by the reduced pressure, self-association is promoted by a rapid hydrophobic bond between the hydrophobic group of the surfactant and the hydrophobic group of the fat-soluble drug covering the magnetic nanocrystal. The self-association causes the hydrophilic group of the fat-soluble drug to be exposed in the outermost layer of the nanoparticle, thereby imparting hydrophilicity to the nanoparticle and forming a self-association type magnetic lipid nanoparticle having high dispersibility in an aqueous solution.

自己会合型磁性脂質ナノ粒子の磁気誘導による送達を目的とする物質は、特に限定されるものではなく、例えば、核酸(例えば、DNA、RNA、またはこれらの類似体又は誘導体(例えば、ペプチド核酸、ホスホロチオエートDNA等)、ペプチド、タンパク質、薬物(例えば、抗癌剤、光感受性物質、造影剤等)、糖、これらの複合体等が挙げられる。尚、該核酸の形態は、一本鎖又は二本鎖、線状又は環状等、特に限定されない。  The substance intended for magnetically induced delivery of self-associating magnetic lipid nanoparticles is not particularly limited, and for example, nucleic acids (eg, DNA, RNA, or analogs or derivatives thereof (eg, peptide nucleic acids, Phosphorothioate DNA, etc.), peptides, proteins, drugs (for example, anticancer agents, photosensitizers, contrast agents, etc.), sugars, complexes thereof, etc. The nucleic acids are in single or double stranded form. There is no particular limitation such as linear or annular.

送達を目的とする物質が核酸である場合、陰性荷電をもつ核酸と自己会合型磁性脂質ナノ粒子を構成する陽性荷電脂質の静電的相互作用を介して、自己会合型磁性脂質ナノ粒子−核酸複合体を形成し、該複合体の磁気誘導による標的への送達が可能となる。但し、目的物質が送達可能であれば、自己会合型磁性脂質ナノ粒子に目的物質を結合する方法については、特に限定されることなく利用することが可能である。  When the substance to be delivered is a nucleic acid, self-association type magnetic lipid nanoparticle-nucleic acid through electrostatic interaction between negatively charged nucleic acid and positively charged lipid constituting self-association type magnetic lipid nanoparticle A complex is formed, and the complex can be delivered to the target by magnetic induction. However, as long as the target substance can be delivered, the method for binding the target substance to the self-association type magnetic lipid nanoparticles can be used without any particular limitation.

目的物質を結合した、又は、目的物質との複合体を形成した自己会合型磁性脂質ナノ粒子は、目的物質の細胞内送達用運搬体として使用することが可能である。  Self-association type magnetic lipid nanoparticles bound with a target substance or formed a complex with the target substance can be used as a carrier for intracellular delivery of the target substance.

目的物質を送達すべき標的細胞が由来する生物種は、例えば、動物、植物、微生物等、特に限定されることはないが、動物由来であることが好ましく、例えば、ヒト、サル、ウシ、ヒツジ、ヤギ、ウマ、ブタ、ウサギ、イヌ、ネコ、マウス、ラット、モルモット等、哺乳動物であることがより好ましい。また、該標的細胞の種類は、例えば、体細胞、生殖細胞、幹細胞又はこれらの培養細胞等、特に限定されない。  The biological species from which the target cells to which the target substance is to be delivered is not particularly limited, for example, animals, plants, microorganisms, etc., but is preferably derived from animals, for example, humans, monkeys, cows, sheep More preferred are mammals such as goat, horse, pig, rabbit, dog, cat, mouse, rat and guinea pig. In addition, the type of the target cell is not particularly limited, for example, somatic cells, germ cells, stem cells, or cultured cells thereof.

目的物質を結合した、又は、目的物質との複合体を形成した自己会合型磁性脂質ナノ粒子は、生体内、生体外のいずれにおいても使用することができる。生体内で使用する場合、投与経路としては、例えば、静脈内、動脈内、門脈内、実質臓器内(例えば、脳、目、甲状腺、乳腺、心臓、肺、肝臓、膵臓、腎臓、副腎、卵巣、精巣等)、管腔臓器の管腔内(例えば、食道、胃、十二指腸、空腸、回腸、大腸、胆嚢、尿管、膀胱内等)、脳脊髄腔内、胸腔内、腹腔内、筋肉内、関節内、皮下、皮内等、特に限定されない。  Self-association type magnetic lipid nanoparticles bound with a target substance or formed a complex with the target substance can be used both in vivo and in vitro. When used in vivo, administration routes include, for example, intravenous, intraarterial, portal vein, parenchymal organ (eg, brain, eyes, thyroid, mammary gland, heart, lung, liver, pancreas, kidney, adrenal gland, Ovary, testis, etc.), luminal organs (eg, esophagus, stomach, duodenum, jejunum, ileum, large intestine, gallbladder, ureter, intravesical, etc.), cerebrospinal cavity, intrathoracic, intraperitoneal, muscle It is not particularly limited, such as internal, intra-articular, subcutaneous, intradermal.

目的物質を結合した、又は、目的物質との複合体を形成した自己会合型磁性脂質ナノ粒子の標的細胞への送達後、該標的細胞による自己会合型磁性脂質ナノ粒子の取り込み効率を向上させるため、必要に応じて、細胞膜表面の受容体と結合可能な物質(例えば、抗体またはその断片(例えば、Fab断片、F(ab)‘2断片、単鎖抗体等)、インスリン、トランスフェリン、葉酸、ヒアルロン酸、糖鎖、アポリポタンパク(例えば、アポA−1、アポB−48、アポB−100、アポE等)、成長因子(例えば、上皮成長因子、肝細胞成長因子、線維芽細胞成長因子、インスリン様成長因子等)等、特に限定されることなく自己会合型磁性脂質ナノ粒子表面に結合することが可能である。  In order to improve the uptake efficiency of the self-association type magnetic lipid nanoparticles by the target cells after delivery of the self-association type magnetic lipid nanoparticles bound to the target substance or formed a complex with the target substance to the target cells If necessary, a substance capable of binding to a receptor on the cell membrane surface (for example, an antibody or a fragment thereof (for example, Fab fragment, F (ab) ′ 2 fragment, single chain antibody, etc.), insulin, transferrin, folic acid, hyaluron Acid, sugar chain, apolipoprotein (eg, apo A-1, apo B-48, apo B-100, apo E, etc.), growth factor (eg, epidermal growth factor, hepatocyte growth factor, fibroblast growth factor, Insulin-like growth factor, etc.) and the like can be bound to the surface of the self-association type magnetic lipid nanoparticles without any particular limitation.

参考文献References

特開昭49−84998
特公2006−167521
JP 49-84998
Japanese Patent Publication 2006-167521

発明の効果The invention's effect

本発明の自己会合型磁性脂質ナノ粒子の製造方法を用いて、自己会合型磁性脂質ナノ粒子を製造した場合、脂質ナノ粒子を磁場により集積させることが可能になるので、遺伝子、抗癌剤、光感受性物質等、各種薬剤等の送達システム等として用いることができる。本発明の自己会合型磁性脂質ナノ粒子は、従来技術であるポリエチレンイミン被覆磁性体ナノ結晶と比較して、組成の変更によるナノ粒子の高性能化や毒性の回避が容易であり、用途に応じた設計の自由度が高い。  When self-associating magnetic lipid nanoparticles are produced using the method for producing self-associating magnetic lipid nanoparticles of the present invention, lipid nanoparticles can be accumulated by a magnetic field, so that genes, anticancer agents, photosensitivity It can be used as a delivery system for various drugs such as substances. Compared with the polyethyleneimine-coated magnetic nanocrystals of the prior art, the self-association type magnetic lipid nanoparticles of the present invention can easily improve the performance of nanoparticles and avoid toxicity by changing the composition. High design freedom.

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。なお本発明の範囲は、かかる実施例に限定されないことはいうまでもない。  Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. Needless to say, the scope of the present invention is not limited to such examples.

実施例1(工程A)
0.04モルの塩化鉄(I)4水和物と0.08モルの塩化鉄(II)6水和物を脱イオン水50mlに溶解した。得られた塩化鉄水溶液を室温にて、スターラーバー及び温度調節可能なスターラー装置を用いて激しく攪拌しながらアンモニア水50mlを毎秒1から2mlの速度で加えたところ、マグネタイトナノ結晶のスラリーを得た。さらにスターラーバーにより攪拌を続けながら、セ氏95度まで熱し、10質量%のオレイン酸を含む灯油55mlを毎秒2から3mlの速度で加えた。この過程で、脂溶性のオレイン酸は水溶性のオレイン酸アンモニウムに置換され、マグネタイトナノ結晶表面の水酸基とオレイン酸アンモニウムのカルボキシル基が結合する。さらに、生じたオレイン酸アンモニウムはセ氏78度にてアンモニアガスを発生しながらオレイン酸へと分解されるため、マグネタイトナノ結晶は脂溶性のオレイン酸で被覆され、上層の灯油層へ均一に分散した。均一な分散を確認した後、塩化アンモニウムを大量に含む下層の水層の大半をパスツールピペットで取り除き、水層が完全に蒸発するまでセ氏95度にて加熱を続けた。得られた灯油層のうち10mlを200ml容積のビーカーに入れ、100mlのアセトンを加えることにより、オレイン酸被覆マグネタイトナノ結晶をフロキュレーションさせた。ビーカー外部より、1.4テスラの永久磁石をあて5分間室温に放置することによりフロキュレーションを磁気的に集積させた。該磁石をビーカー外部にあてフロキュレーションを集積させたまま上清をデカンテーションにより廃棄した。得られたフロキュレーションに80mlのアセトンを加え、1から2分間軽く攪拌した後、再度同様に磁石を用いて上清をデカンテーションにより廃棄することにより、オレイン酸被覆マグネタイトナノ結晶から余剰のオレイン酸を取り除いた。さらに、真空オーブンを用いてセ氏25度、50mmHgの減圧処理を8時間行うことによりオレイン酸被覆マグネタイトナノ結晶からアセトンを完全に取り除いた。ガスクロマトグラフィーによる解析を行ったところ得られたオレイン酸被覆マグネタイトナノ結晶は19.2重量%のオレイン酸を含有していた。得られたオレイン酸被覆マグネタイトナノ結晶10mgをクロロホルム10mlに再分散させることにより、脂溶性磁性流体を形成した。
Example 1 (Process A)
0.04 mol of iron (I) chloride tetrahydrate and 0.08 mol of iron (II) chloride hexahydrate were dissolved in 50 ml of deionized water. While stirring the obtained aqueous iron chloride solution at room temperature with vigorous stirring using a stirrer bar and a temperature-adjustable stirrer, 50 ml of aqueous ammonia was added at a rate of 1 to 2 ml per second to obtain a slurry of magnetite nanocrystals. . Further, while stirring with a stirrer bar, the mixture was heated to 95 degrees Celsius and 55 ml of kerosene containing 10% by mass of oleic acid was added at a rate of 2 to 3 ml per second. In this process, the fat-soluble oleic acid is replaced with water-soluble ammonium oleate, and the hydroxyl group on the surface of the magnetite nanocrystal and the carboxyl group of ammonium oleate are bonded. Furthermore, since the produced ammonium oleate is decomposed into oleic acid while generating ammonia gas at 78 degrees Celsius, the magnetite nanocrystals are coated with fat-soluble oleic acid and uniformly dispersed in the upper kerosene layer. . After confirming uniform dispersion, most of the lower aqueous layer containing a large amount of ammonium chloride was removed with a Pasteur pipette, and heating was continued at 95 degrees Celsius until the aqueous layer was completely evaporated. 10 ml of the obtained kerosene layer was placed in a 200 ml beaker, and 100 ml of acetone was added to flocculate the oleic acid-coated magnetite nanocrystals. The flocculation was magnetically accumulated by applying a 1.4 Tesla permanent magnet from the outside of the beaker and leaving it at room temperature for 5 minutes. The supernatant was discarded by decantation while the magnet was placed outside the beaker and the flocculation was accumulated. After adding 80 ml of acetone to the obtained flocculation and stirring gently for 1 to 2 minutes, the supernatant is decanted again using a magnet in the same manner, so that excess olein is removed from the oleic acid-coated magnetite nanocrystals. The acid was removed. Furthermore, acetone was completely removed from the oleic acid-coated magnetite nanocrystals by performing a vacuum treatment at 25 degrees Celsius and 50 mmHg for 8 hours using a vacuum oven. Analysis by gas chromatography revealed that the oleic acid-coated magnetite nanocrystals contained 19.2% by weight of oleic acid. By redispersing 10 mg of the obtained oleic acid-coated magnetite nanocrystals in 10 ml of chloroform, a fat-soluble magnetic fluid was formed.

得られた磁性流体のうち0.4mlを20ml容積のナシ型フラスコに入れ、ジオレオイルフォスファチジルエタノールアミン(Dioleoylphosphatidyl ethanolamine、以下「DOPE」という、SIGMA社から購入した)0.516mg及びN−[1−(2,3−ジオレオイロキシ)プロピル)−N,N,N−トリメチルアンモニウムクロライド(N−[1−(2,3−dioleoyloxy)propyl]−N,N,N−trimethylammonium chloride、以下「DOTAP」という、SIGMA社から購入した)0.484mgを加え良く攪拌する。得られた混合物に0.6mlのクロロホルムを加え、全容が1mlになるように調整する。さらに、1mlの蒸留水および1mm径のガラスビーズ30個を加え、酸化防止のためナシ型フラスコ内をアルゴンガスで置換後、ガラス栓による密封後、温浴槽を用いてセ氏37度まで加温する。該加温後、ボルテックスミキサーを用いて最大振動数にて1分間攪拌を行い、ガラス栓を外し、その直後に、ロータリーエバポレーターに接続する。ロータリーエバポレーターの回転数を最大にすると同時にナシ型フラスコ部分を、カップホーン型ソニケーターのカップに入れ、最大出力で超音波照射を1分間行う。尚、該カップ部には、セ氏37度の湯水を予め循環させておく。該超音波照射により、オレイン酸被覆マグネタイトナノ結晶、DOPE、DOTAP及びクロロホルムから構成される脂溶性磁性流体中に蒸留水の小水滴が分散する逆ミセルを形成する。  0.4 ml of the obtained magnetic fluid was placed in a 20 ml pear-shaped flask, and dioleoylphosphatidylethanolamine (Dioleoylphosphatidylethanolamine, hereinafter referred to as “DOPE”, purchased from SIGMA) 0.516 mg and N- [1- (2,3-dioleoyloxy) propyl) -N, N, N-trimethylammonium chloride (N- [1- (2,3-dioleoyloxy) propyl] -N, N, N-trimethylammonium chloride, hereinafter “DOTAP” Add 0.484 mg (purchased from SIGMA) and stir well. Add 0.6 ml of chloroform to the resulting mixture and adjust the whole volume to 1 ml. Furthermore, 1 ml of distilled water and 30 1 mm diameter glass beads are added, the inside of the pear flask is replaced with argon gas to prevent oxidation, sealed with a glass stopper, and then heated to 37 degrees Celsius using a hot tub. . After the heating, the mixture is stirred for 1 minute at the maximum frequency using a vortex mixer, the glass stopper is removed, and immediately after that, it is connected to a rotary evaporator. At the same time that the rotational speed of the rotary evaporator is maximized, the pear-shaped flask portion is put into a cup of a cup horn type sonicator, and ultrasonic irradiation is performed at the maximum output for 1 minute. In addition, 37 degrees Celsius hot water is circulated in advance in the cup portion. By the ultrasonic irradiation, reverse micelles are formed in which small water droplets of distilled water are dispersed in a fat-soluble magnetic fluid composed of oleic acid-coated magnetite nanocrystals, DOPE, DOTAP and chloroform.

(工程B)
上記の超音波照射後、さらに最大出力で超音波照射を継続しながら、ロータリーエバポレーターに接続した真空ポンプを用いて50mmHgまで最大速度にて急速に減圧を行う。この減圧により、上記逆ミセルよりクロロホルムの蒸発が起こり、マグネタイトナノ結晶を被覆するオレイン酸の疎水基、DOPEの疎水基及びDOTAPの疎水基同士が疎水結合により結合する。該結合により、DOPE及びDOTAPが親水基をナノ粒子最外層に向けて、オレイン酸被覆マグネタイトナノ結晶表面を被覆することにより、蒸留水中で安定して分散する自己会合型磁性脂質ナノ粒子を形成する。尚、上述したクロロホルムの蒸発の過程で、ナシ型フラスコ内部における逆ミセルの飛散を伴うため、必要に応じてフラスコ内部をアルゴンガス等の不活性ガスで置換することにより常圧に戻した後、フラスコをロータリーエバポレーターから外し、ガラス栓で密栓し、回転遠心機を用いた遠心分離により飛散した逆ミセルをフラスコ底部に集める。
(Process B)
After the ultrasonic irradiation, the pressure is rapidly reduced at a maximum speed to 50 mmHg using a vacuum pump connected to a rotary evaporator while continuing the ultrasonic irradiation at the maximum output. Due to this reduced pressure, chloroform is evaporated from the reverse micelles, and the hydrophobic group of oleic acid, the hydrophobic group of DOPE, and the hydrophobic group of DOTAP that coat the magnetite nanocrystals are bonded together by a hydrophobic bond. By this binding, DOPE and DOTAP coat the surface of the oleic acid-coated magnetite nanocrystal with the hydrophilic group directed to the outermost layer of the nanoparticle, thereby forming a self-association type magnetic lipid nanoparticle that is stably dispersed in distilled water. . In addition, in the process of evaporation of chloroform mentioned above, since it involves scattering of reverse micelles inside the pear-shaped flask, after returning to normal pressure by replacing the inside of the flask with an inert gas such as argon gas as necessary, The flask is removed from the rotary evaporator, sealed with a glass stopper, and the reverse micelles scattered by centrifugation using a rotary centrifuge are collected at the bottom of the flask.

得られた自己会合型磁性脂質ナノ粒子からクロロホルムを取り除くため、ロータリーエバポレーターを用いて、セ氏20度の温浴槽にて15分間、10mmHgの減圧処理を行う。尚、該減圧により、蒸留水の蒸発が生じるため、必要に応じてフラスコ内部をアルゴンガス等の不活性ガスで置換することにより常圧に戻した後、フラスコをロータリーエバポレーターから外し、蒸発量に応じた蒸留水を加えよく攪拌する。得られた自己会合型磁性脂質ナノ粒子分散水に全容が1.4mlになるように蒸留水を加えよく攪拌することにより1mg/mlの濃度の自己会合型磁性脂質ナノ粒子を形成する。得られた自己会合型磁性脂質ナノ粒子のネガティブ染色後透過型電子顕微鏡(JEM1200EX、JEOL)写真を図2に示す。図2に示すように、本発明により得られた磁性脂質ナノ粒子は自己会合型であり、マグネタイトナノ結晶を脂質が被覆する構造を有していた。また、光散乱分光測定器(ELS−8000,大塚電子)による粒径計測では、得られた自己会合型磁性脂質ナノ粒子の平均直径は358.2nmであり、電子顕微鏡写真の結果と一致した。以上の結果から、自己会合による磁性脂質ナノ粒子の形成に成功したことを確認した。  In order to remove chloroform from the obtained self-association type magnetic lipid nanoparticles, a rotary evaporator is used and a vacuum treatment of 10 mmHg is performed for 15 minutes in a 20 ° C. hot tub. Since the distilled water evaporates due to the reduced pressure, the flask is removed from the rotary evaporator after returning to normal pressure by replacing the inside of the flask with an inert gas such as argon gas as necessary. Add the appropriate distilled water and stir well. Distilled water is added to the obtained self-association type magnetic lipid nanoparticle dispersion water to a total volume of 1.4 ml and stirred well to form self-association type magnetic lipid nanoparticles having a concentration of 1 mg / ml. FIG. 2 shows a transmission electron microscope (JEM1200EX, JEOL) photograph after negative staining of the obtained self-association type magnetic lipid nanoparticles. As shown in FIG. 2, the magnetic lipid nanoparticles obtained according to the present invention were self-associating and had a structure in which the magnetite nanocrystals were coated with lipid. Moreover, in the particle diameter measurement by a light-scattering spectrometer (ELS-8000, Otsuka Electronics), the average diameter of the obtained self-association type magnetic lipid nanoparticle was 358.2 nm, which was consistent with the result of the electron micrograph. From the above results, it was confirmed that magnetic lipid nanoparticles were successfully formed by self-association.

実施例2
得られた磁性流体に加える脂溶性薬剤として、O,O‘−ジテトラデカノイル−N−(アルファ−トリメチルアンモニオアセチル)−ジエタノールアミンクロライド(O,O‘−ditetradecanoyl−N−(alpha−trimethyl−ammonioacetyl)diethanolamine chloride、第一製薬から供与を受けた)0.690mg及びDOPE0.310mgを用いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、自己会合型磁性脂質ナノ粒子を得た。得られた自己会合型磁性脂質ナノ粒子も、電子顕微鏡による解析では、実施例1で得られたものと同様の形状を有していたが、より小さなナノ粒子径を有していた(図3)。また、光散乱分光測定器による測定では、得られた自己会合型磁性脂質ナノ粒子の平均直径は165.8nmであり、電子顕微鏡写真の結果と一致した。以上の結果から、自己会合による磁性脂質ナノ粒子の形成に成功したことを確認した。
Example 2
As a fat-soluble drug added to the obtained magnetic fluid, O, O′-ditetradecanoyl-N- (alpha-trimethylammonioacetyl) -diethanolamine chloride (O, O′-ditetradecanoyl-N- (alpha-trimethyl-) Self-association type magnetic lipid nanoparticles were obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.690 mg (provided by ammonioacetyl) diethanolamine chloride (Daiichi Pharmaceutical Co., Ltd.) and 0.310 mg of DOPE were used. The obtained self-association type magnetic lipid nanoparticles also had the same shape as that obtained in Example 1 in the analysis with an electron microscope, but had a smaller nanoparticle diameter (FIG. 3). ). Moreover, in the measurement by the light scattering spectrometer, the average diameter of the obtained self-association type magnetic lipid nanoparticles was 165.8 nm, which was consistent with the result of the electron micrograph. From the above results, it was confirmed that magnetic lipid nanoparticles were successfully formed by self-association.

実施例3
本実施例では、ヒト細胞における全てのメッセンジャーRNA(mRNA)を阻害しないことが確認されている遺伝子配列をもつsiRNAであるAllstars Transfection Control siRNA(キアゲン社より購入した、以下「siRNAControlという)を陰性コントロールとして、また、ハウスキーピンク遺伝子であるグリセルアルデヒド3リン酸脱水素酵素(glycer−aldehyde 3−phosphate dehydrogenase(GAPDH)のmRNAを阻害することが確認されている遺伝子配列をもつsiRNAであるAllstars Transfection GAPDHsiRNA(キアゲン社より購入した、以下「siRNAGAPDH」という)を陽性コントロールとして使用した。
Example 3
In this example, Allstars Transfection Control siRNA (purchased from Qiagen, hereinafter referred to as “siRNA Control ”), which is a siRNA having a gene sequence that has been confirmed not to inhibit all messenger RNA (mRNA) in human cells, is negative. Allstars, which is a siRNA having a gene sequence that has been confirmed to inhibit mRNA of glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH), which is a house key pink gene, as a control Transfection GAPDH siRNA (purchased from Qiagen, hereinafter referred to as “siRNA GAPDH ”) Used as

血清及び抗生物質を含まないRPMI1640培地に懸濁したヒト胃癌細胞株KATOIII(1.0×10細胞/100μl)を96穴細胞培養プレート上にて12時間培養した。実施例2で得られた自己会合型磁性脂質ナノ粒子分散液0.375μlに合計25μlになるようRPMI1640培地を加え、5分間室温でインキュベートした。得られた自己会合型磁性脂質ナノ粒子/RPMI1640分散液に、300nMの濃度のsiRNA(siRNAControl又はsiRNAGAPDH)25μlを加え、10分間室温でインキュベートした。上記96穴細胞培養プレート上のKATOIIIの培養液を除去後、得られた50μl自己会合型磁性脂質ナノ粒子/siRNA複合体を加えた。A human gastric cancer cell line KATOIII (1.0 × 10 4 cells / 100 μl) suspended in RPMI 1640 medium without serum and antibiotics was cultured on a 96-well cell culture plate for 12 hours. RPMI 1640 medium was added to 0.375 μl of the self-association type magnetic lipid nanoparticle dispersion obtained in Example 2 to a total of 25 μl and incubated at room temperature for 5 minutes. To the obtained self-association type magnetic lipid nanoparticle / RPMI1640 dispersion, 25 μl of siRNA (siRNA Control or siRNA GAPDH ) at a concentration of 300 nM was added and incubated at room temperature for 10 minutes. After removing the KATOIII culture solution on the 96-well cell culture plate, the obtained 50 μl self-association type magnetic lipid nanoparticle / siRNA complex was added.

上記複合体を添加した培養プレート底面のウェル部に、直径6mm、長さ8mmの円柱形の0.2テスラのネオジム磁石を圧着させることこより細胞に磁場を照射し、10分間37度で培養を行った(磁場照射群)。又は、磁場を照射せず、10分間37度で培養を行った(磁場非照射群)。引き続き、上記複合体を除去後、血清及び抗生物質を含まないRPMI1640培地を200μl加え、48時間培養を行った。  A cell is irradiated with a magnetic field by press-fitting a cylindrical 0.2 Tesla neodymium magnet having a diameter of 6 mm and a length of 8 mm to the well portion of the bottom of the culture plate to which the complex is added, and the cells are cultured at 37 degrees for 10 minutes. Performed (magnetic field irradiation group). Alternatively, the culture was performed at 37 ° C. for 10 minutes without applying a magnetic field (magnetic field non-irradiation group). Subsequently, after removing the complex, 200 μl of RPMI1640 medium containing no serum and antibiotics was added, and culturing was performed for 48 hours.

上記培養液を除去し、さらに250μlのリン酸緩衝生理食塩水で細胞を2回洗浄後、細胞溶解処理後にGAPDH酵素定量を行った。細胞溶解処理及びGAPDH酵素定量は、GAPDH酵素定量用細胞溶解液(アンビオン社より購入した)及びGAPDH酵素定量用試薬キット(KDalert試薬キット、アンビオン社より購入した)、蛍光吸光度計(パーキンエルマー社)を用いて、該キットのマニュアルに従い行った。  The culture solution was removed, and the cells were further washed twice with 250 μl of phosphate buffered saline, followed by GAPDH enzyme quantification after cell lysis treatment. Cell lysis treatment and GAPDH enzyme quantification were performed using GAPDH enzyme quantification cell lysate (purchased from Ambion), GAPDH enzyme quantification reagent kit (KDalert reagent kit, purchased from Ambion), fluorescence absorptiometer (Perkin Elmer) And according to the manual of the kit.

上記により、GAPDH酵素活性を定量したところ、「siRNAGAPDH+非磁場照射」群は「siRNAControl+磁場照射」群(すなわち、陰性コントロール群)の96.1%のGAPDH酵素活性を示した(すなわち、自己会合型磁性脂質ナノ粒子による非磁場照射下でのGAPDH酵素阻害効果はわずか3.9%であった)。一方、「siRNAGAPDH+磁場照射」群は、「siRNA(Control+磁場照射」群(すなわち、陰性コントロール群)の43.6%のGAPDH酵素活性を示した(すなわち、自己会合型磁性脂質ナノ粒子による磁場照射下でのGAPDH酵素阻害効果は56.4%であり、非磁場照射下の14倍以上の阻害効果を示した)。以上の結果から、自己会合型磁性脂質ナノ粒子は、siRNAの磁気誘導型運搬体として有用であることを確認した。When the GAPDH enzyme activity was quantified as described above, the “siRNA GAPDH + non-magnetic field irradiation” group showed 96.1% GAPDH enzyme activity of the “siRNA Control + magnetic field irradiation” group (ie, negative control group) (ie, The GAPDH enzyme inhibitory effect under non-magnetic field irradiation by the self-associating magnetic lipid nanoparticles was only 3.9%). On the other hand, the “siRNA GAPDH + magnetic field irradiation” group showed 43.6% GAPDH enzyme activity of the “siRNA ( Control + magnetic field irradiation) group (ie, negative control group)” (ie, self-associated magnetic lipid nanoparticles). The GAPDH enzyme inhibitory effect under magnetic field irradiation was 56.4%, and the inhibitory effect was 14 times or more under non-magnetic field irradiation.) From the above results, the self-association type magnetic lipid nanoparticle was It was confirmed that it was useful as a magnetic induction carrier.

以上説明したように、本発明の自己会合型磁性脂質ナノ粒子は、構成する脂溶性薬剤の種類や混合比を変更することにより、細胞や動物組織への遺伝子導入等のバイオテクノロジー分野での利用、遺伝子・薬物の患部への送達による疾患の治療用だけでなく、患部に集積した自己会合型磁性脂質ナノ粒子の微量磁気検出装置による検出・患部に集積した放射性同位元素あるいは造影剤を含有させた自己会合型磁性脂質ナノ粒子の検出による疾患の診断用にも使用可能である。  As described above, the self-association type magnetic lipid nanoparticles of the present invention can be used in the biotechnology field such as gene transfer into cells and animal tissues by changing the type and mixing ratio of the fat-soluble drug to be constituted. In addition to treating diseases by delivering genes and drugs to the affected area, detection of self-assembled magnetic lipid nanoparticles accumulated in the affected area with a micro magnetic detection device. It can also be used for diagnosis of diseases by detecting self-associating magnetic lipid nanoparticles.

本発明の自己会合型磁性脂質ナノ粒子の製造方法の工程を図示したものである。尚、1)では、脂溶性薬剤を含有する脂溶性磁性流体の比重が、水溶性薬剤を含有する水溶液の比重を上回ったため、比重の小さな水溶液が上層を、比重の大きな脂溶性磁性流体が下層を形成する様子を図示している。もし、水溶液の比重が脂溶性磁性流体の比重を上回る場合は、脂溶性磁性流体が上層を、比重の大きな水溶液が下層を形成することになる。  2 illustrates the steps of the method for producing self-associating magnetic lipid nanoparticles of the present invention. In 1), since the specific gravity of the fat-soluble magnetic fluid containing the fat-soluble drug exceeded the specific gravity of the aqueous solution containing the water-soluble drug, the aqueous solution having a small specific gravity is the upper layer, and the fat-soluble magnetic fluid having the high specific gravity is the lower layer. The state of forming is illustrated. If the specific gravity of the aqueous solution exceeds the specific gravity of the fat-soluble magnetic fluid, the fat-soluble magnetic fluid forms the upper layer and the aqueous solution having a higher specific gravity forms the lower layer. 本発明の自己会合型磁性脂質ナノ粒子の製造方法により実施例1において得られた自己会合型磁性脂質ナノ粒子のネガティブ染色後の透過型電子顕微鏡写真である。  It is the transmission electron micrograph after negative dyeing | staining of the self-association type magnetic lipid nanoparticle obtained in Example 1 by the manufacturing method of the self-association type magnetic lipid nanoparticle of this invention. 本発明の自己会合型磁性脂質ナノ粒子の製造方法により実施例2において得られた自己会合型磁性脂質ナノ粒子のネガティブ染色後の透過型電子顕微鏡写真である。  It is the transmission electron micrograph after negative dyeing | staining of the self-association type magnetic lipid nanoparticle obtained in Example 2 by the manufacturing method of the self-association type magnetic lipid nanoparticle of this invention.

Claims (5)

(A)脂溶性界面活性剤で被覆した磁性体ナノ結晶を脂溶性有機溶媒に分散させることにより脂溶性磁性流体を調整し、該磁性流体に脂溶性薬剤を溶解させ、さらに水溶液を添加し、超音波照射により磁性体ナノ結晶が均一に分散するwater in oil型の逆ミセルを得る工程;及び
(B)上記逆ミセルに引き続き超音波照射を行うことにより、比重の高い磁性体ナノ結晶の均一な分散を維持した状態で、急速かつ強力な減圧を行い、該減圧により脂溶性有機溶媒を急速に蒸発させ、該蒸発により磁性体ナノ結晶を被覆する上記界面活性剤の疎水基と脂溶性薬剤の疎水基同士の速やかな疎水結合による自己会合を促し、該自己会合により脂溶性薬剤の親水基をナノ粒子の最外層に表出させることにより、ナノ粒子に親水性を付与し、水溶液中で分散性の高い自己会合型磁性脂質ナノ粒子を得る自己会合型磁性脂質ナノ粒子の製造方法。
(A) A lipid-soluble magnetic fluid is prepared by dispersing magnetic nanocrystals coated with a fat-soluble surfactant in a fat-soluble organic solvent, the fat-soluble drug is dissolved in the magnetic fluid, and an aqueous solution is further added. A step of obtaining water-in-oil type reverse micelles in which magnetic nanocrystals are uniformly dispersed by ultrasonic irradiation; and (B) uniform irradiation of magnetic nanocrystals having a high specific gravity by performing ultrasonic irradiation following the reverse micelles. In this state, a rapid and powerful pressure reduction is performed, the lipophilic organic solvent is rapidly evaporated by the pressure reduction, and the hydrophobic group of the surfactant and the fat-soluble drug that coat the magnetic nanocrystals by the evaporation. of encourage self-association by rapid hydrophobic bond between a hydrophobic group, a hydrophilic group of the lipophilic drug by exposed in the outermost layer of the nanoparticles by the self-association, hydrophilicity imparted to the nanoparticles, water Method for producing a self-associated magnetic lipid nanoparticles to obtain high self-associated magnetic lipid nanoparticles dispersibility in a liquid.
上記脂溶性磁性流体及び上記脂溶性薬剤の量及び比率、又は反応温度を変化させることにより自己会合型磁性脂質ナノ粒子を得る、請求項1に記載の自己会合型磁性脂質ナノ粒子の製造方法。The method for producing self-associating magnetic lipid nanoparticles according to claim 1, wherein self-associating magnetic lipid nanoparticles are obtained by changing the amount and ratio of the fat-soluble magnetic fluid and the fat-soluble drug, or the reaction temperature . 上記超音波照射は、比重の高い磁性体ナノ結晶の均一な分散の維持を目的に、連続的あるいは断続的に行われる、請求項1から2のいずれか1項に記載の自己会合型磁性脂質ナノ粒子の製造方法。The self-association type magnetic lipid according to any one of claims 1 to 2, wherein the ultrasonic irradiation is performed continuously or intermittently for the purpose of maintaining uniform dispersion of magnetic nanocrystals having high specific gravity. A method for producing nanoparticles. 上記減圧は、減圧強度及び減圧速度を変化させることにより、磁性ナノ粒子の自己会合を促す、請求項1から3のいずれか1項に記載の自己会合型磁性脂質ナノ粒子の製造方法。The method for producing self-association type magnetic lipid nanoparticles according to any one of claims 1 to 3, wherein the reduced pressure promotes self-association of the magnetic nanoparticles by changing the reduced pressure strength and the reduced pressure rate . 請求項1から4のいずれか1項に記載の自己会合型磁性脂質ナノ粒子の製造方法により得られた自己会合型磁性脂質ナノ粒子。  Self-associated magnetic lipid nanoparticles obtained by the method for producing self-associated magnetic lipid nanoparticles according to any one of claims 1 to 4.
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