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Dec 18, 2023

光学およびフォトニクスのニュース

Kim Meri Materiale colorato strutturale che appare verde sul coperchio della fiala (a sinistra)

キム・メリ

バイアルの蓋上では緑色に見えますが (左)、構造色材料は加熱すると無色になります (右)。 [画像: ACS Nano 2023、doi: 10.1021/acsnano.3c00467 から適応]

寒すぎたり、暑すぎたりする環境で保管されたワクチンは効力を失います。つまり、ワクチンを世界中に輸送するには、多くの場合、正確に調整された一連のイベントが必要になります。 時間と温度のモニタリングにより、コールドチェーンのある時点でワクチンが異常な温度にさらされているかどうかがわかります。

現在、米国と中国の研究者は、次世代の時間温度インジケーターの作成に有望な構造色材料のクラスを開発しました (ACS Nano、doi: 10.1021/acsnano.3c00467)。 概念実証研究では、広い追跡温度範囲、高感度、優れた安定性を実証しています。

ワクチンは、製造から注射の瞬間まで、限られた温度範囲内に保管する必要があります。 従来のワクチンは 2 °C ～ 8 °C の保存温度が必要ですが、メッセンジャーリボ核酸 (mRNA) ワクチンは劣化を避けるために氷点下の温度で凍結する必要があります。

しかし、現在の材料ベースの時間温度インジケーターは、信頼性と安定性に限界があります。 追跡温度範囲が狭いものもあれば、氷点下には適用できないものもあります。 一方、電子的な時間と温度のインジケーターは人間の介入を必要とし、大量の廃棄物が発生します。

Xuemin Duと彼の同僚は、ワクチンや他の薬剤の時間と温度のモニタリングを改善するための新しい材料を探索することを目的としていました。 「私たちは、流体の性質と構造色の両方の利点を利用する、自己破壊型構造色液体と呼ばれる構造色材料の一種を開発しました」と、研究著者で中国科学院深セン先進技術研究所のドゥー教授は述べた。科学。

自己破壊的な構造色液体は、無毒のポリエチレングリコール (PEG) またはエチレングリコール (EG) 水溶液と、鮮やかな液体コロイドフォトニック結晶の 2 つの成分で構成されています。 特定の温度に対して高い感受性を持ち、混合してさまざまな融点を持つ液体を生成する PEG または EG 水溶液はトリガー剤として機能し、コロイド状フォトニック結晶は指示剤として機能します。

フォトニック結晶は通常、明るい緑色または赤色に見えますが、自己破壊的な構造色の液体が融点に達すると、結晶が崩壊して不可逆的な色損失が発生します。

フォトニック結晶は通常、明るい緑色または赤色に見えますが、自己破壊的な構造色の液体が融点に達すると、結晶が崩壊して不可逆的な色損失が発生します。 その結果、この材料は、広い追跡温度範囲 (-70 °C ～ +37 °C) と、大幅に調整可能な自己破壊時間 (40 分から 5 日) を備えた時間と温度の履歴を示す機能を備えています。

研究者らは、従来のワクチン（保存温度：8℃）、mRNAワクチン（-20℃および-70℃）、輸送された臓器（0℃）について、時間と温度の指標の形で材料をテストした。 この技術は高い感度を実証し、製品が熱くなりすぎることを示すことに成功しました。

「段階的な色の変化と反射率スペクトルの変化は、さまざまなワクチンの正確な時間と温度の履歴を定性的および定量的に明らかにするための相乗的な戦略を提供します」とDu氏は述べています。 「当社の自己破壊的な構造色の液体は、従来の時間温度インジケーターに固有の欠点を克服し、コールドサプライチェーンに一歩近づけます。」

発行日: 2023 年 6 月 8 日