大阪大学、京都工芸繊維大学、シンガポール国立大学は、微細藻類の抽出液を用いたグリーン合成法により、高品質な金ナノ粒子を合成する方法を開発した(ニュースリリース)。

金ナノ粒子とは、直径が数10nmほどの極めて小さな金の粒子。光を吸収して熱に変える性質(光熱変換)を持ち、がんの光熱治療などへの応用が期待されてきた。しかし、従来の化学合成法では粒子の凝集や不安定化が避けられず、それを防ぐために有害化学物質を必要とするなど、生体適合性や環境への悪影響が課題だった。
研究グループは、高温耐性をもつ新規の緑藻Coelastrella thermophilaと、食品用途でも知られるシアノバクテリアArthrospira sp.(スピルリナ)に着目した。これらの藻類の抽出液には、還元作用をもつタンパク質・多糖・脂肪酸などの天然分子が豊富に含まれている。これらを還元剤兼安定化剤として利用することで、有害な化学薬品を使わず、一段階で金ナノ粒子を合成できることを見出し、さらにその条件の最適化に成功した。
得られたバイオ由来の金ナノ粒子は、粒径が数10nmで、粒子表面に藻類由来の分子が自然に自己組織化的に吸着していた。その結果、溶液中でも48時間以上安定に分散したまま凝集せず、高い光熱安定性を維持することが確認された。

そして従来手法の化学合成から得られた金ナノ粒子に比べると、天然分子による表面修飾が細胞との相互作用を緩和するために、正常細胞(Vero細胞)に対する毒性が低く、生体適合性に優れていることが明らかになった。
さらに、研究グループは緑色レーザー光(532nm)を照射して光熱効果を検証した。その結果、バイオ由来の金ナノ粒子は光エネルギーを効率よく熱に変換し、また活性酸素種(ROS)も発生させることでがん細胞(HeLa細胞)を死滅させた。
研究グループは、この手法は、金属ナノ粒子を有害化学薬品を使用せずに、生物由来の素材で持続可能に大量合成できる新しいプロセスとして、医療分野のみならず、触媒、バイオセンシング、光機能材料など幅広い分野への展開が期待されるとしている。



