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Preparation of stimuli-responsive double-layered nanosheets by area-selective surface modification for application of drug carriers

Research Project

Project/Area Number 17K14825
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Composite materials/Surface and interface engineering
Research InstitutionHosei University

Principal Investigator

IDOTA Naokazu  法政大学, 生命科学部, 講師 (60451796)

Research Collaborator SUGAHARA Yoshiyuki  
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords層状ニオブ酸塩 / 表面開始原子移動ラジカル重合 / 有機ホスホン酸 / ナノシート / 表面修飾 / 刺激応答性ハイドロゲル / 生体適合性ポリマー / 蛍光性多環分子 / 層間表面修飾 / 温度応答性ポリマー / pH分解性ハイドロゲル / エッヂ表面修飾 / 刺激応答性ゲル / 選択的表面修飾 / 薬物送達システム
Outline of Final Research Achievements

In this study, double-layered nanosheets using layered hexaniobate, which has two types of interlayers with different reactivity, were prepared by regioselective modification with various organic molecules onto the surfaces. Hydrophilic polymer-modified double-layered nanosheets with hydrophobic polycyclic molecule-modified interlayers exhibited stable dispersibility in aqueous solution and fluorescence emission simultaneously. Double-layered nanosheets modified with stimuli-responsive hydrogels onto the interlayers exhibited phase transition in aqueous solution and exfoliation into single-layered nanosheets by changing in temperature and pH, respectively.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

薬物を目的の患部のみに運び、任意のタイミングで規定量を放出する薬物送達システム(DDS)は、夢の医薬製剤として幅広い研究が進められている。本研究で作製した2層構造ナノシートは、位置選択的な有機修飾によって薬物送達システムで必要とされる機能を空間的に独立して付与し、外部環境の変化や刺激付与に伴う様々なナノシート構造の変化によって薬物放出を動的に制御する新しいDDS材料として期待できる。また、ナノ材料の機能化として表面修飾が重要視されており、本研究で達成したナノシートの位置選択的な表面修飾はナノ材料研究の発展に貢献する技術である。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (16 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Inorganic Janus nanosheets bearing two types of covalently bound organophosphonate groups viaregioselective surface modification of K4Nb6O17 3H2O2018

    • Author(s)
      Ryoko Suzuki, Mitsuhito Sudo, Megumi Hirano, Naokazu Idota, Masashi Kunitake, Taisei Nishimi and Yoshiyuki Sugahara
    • Journal Title

      Chem. Comm.,

      Volume: 54 Issue: 45 Pages: 5756-5759

    • DOI

      10.1039/c8cc02892c

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of the graft density of cellulose diacetate-modified layered perovskite nanosheets on mechanical properties of the transparent organic-inorganic hybrids bearing covalent bonds at the interface2017

    • Author(s)
      Sato Satoru、Shintani Kenji、Idota Naokazu、Nishino Takashi、Sugahara Yoshiyuki
    • Journal Title

      Cellulose

      Volume: 24 Issue: 12 Pages: 5463-5473

    • DOI

      10.1007/s10570-017-1475-7

    • NAID

      120006459810

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  • [Journal Article] Area-selective surface modification of Si substrates with a fluorescent organophosphonic acid using the differences in reactivities of their surface terminal groups2017

    • Author(s)
      Taro Asami、Naokazu Idota、Yoshiyuki Sugahara
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 46 Issue: 7 Pages: 1010-1013

    • DOI

      10.1246/cl.170269

    • NAID

      130005709481

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  • [Presentation] フェニルボロン酸修飾TiO2ナノ粒子を用いたハイドロゲルの自己修復化2019

    • Author(s)
      井戸田 直和, 飯島 啓太, 鈴木 健吾, 菅原 義之
    • Organizer
      第28回インテリジェント・ナノ材料シンポジウム
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  • [Presentation] 層状六ニオブ酸塩から得られる2層ナノシートをカプセルに用いたポリマーハイブリッド膜の作製2019

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      渡邊 香里, 井戸田 直和, Regis Guegan, 宗宮 謙,中戸 晃之,菅原 義之
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      石原 真由, 井戸田 直和, Regis Guegan, 松川 公洋, 辻井 敬亘, 菅原 義之
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      第57回セラミックス基礎科学討論会
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      溝之上 雄介, Regis Guegan, 井戸田 直和, 山下 明泰, 菅原 義之
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      第57回セラミックス基礎科学討論会
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      上邊 卓麻, 井戸田 直和, 菅原 義之
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      日本ゾルゲル学会第16回討論会
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  • [Presentation] 表面開始ATRP法を用いた層状六ニオブ酸ナノシート表面でのポリマーブラシの作製2018

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      石原 真由, 井戸田 直和, Regis Guegan, 松川 公洋, 辻井 敬亘, 菅原 義之
    • Organizer
      第67回高分子討論会
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  • [Presentation] 層状六ニオブ酸塩と2種の有機ホスホン酸を用いたヤヌス型ナノシートの作製2018

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      鈴木 涼子, 須藤 充人, 平野 恵, 井戸田 直和, 國武 雅司, 西見 大成, 菅原 義之
    • Organizer
      第67回高分子討論会
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  • [Presentation] 酸開裂性高分子ネットワークを層間に有する層状六ニオブ酸塩由来二層ナノシートの作製および架橋点の開裂による一層ナノシートへの転換2018

    • Author(s)
      上邊 卓麻, 井戸田 直和, 菅原 義之
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      第34回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
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  • [Presentation] 共有結合を介して無機ナノシートにポリ乳酸を固定化させたナノシート/ポリマーハイブリッドの作製2017

    • Author(s)
      稲森健太, 井戸田直和, 西野孝, 菅原義之
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      第63回高分子研究発表会
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  • [Presentation] 温度変化で肝細胞の選択分離を実現する培養基材の表面設計2017

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      井戸田直和, 荏原充宏, Ravin Narain, 青柳隆夫
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      第55回日本人工臓器学会大会
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  • [Presentation] 無機ナノシートを用いた新規元素ブロック高分子の作製2017

    • Author(s)
      千足礼, 本多真子, 岩崎莉沙, 井戸田直和, 菅原義之
    • Organizer
      第66回高分子討論会
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  • [Presentation] アルブミン透過に及ぼすデバイス設計の影響2017

    • Author(s)
      井戸田直和, 小迫和樹, 富沢成美, 岩島重人, 神保陽一, 山下明泰
    • Organizer
      第28回日本急性血液浄化学会学術集会
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  • [Presentation] 液-液二相系を用いたリン系カップリング剤による層状ペロブスカイトナノシートの表面修飾2017

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      菅谷剛士, 尾崎正彦, 井戸田直和, 菅原義之
    • Organizer
      第30回日本セラミックス協会秋季シンポジウム
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  • [Presentation] 層状六ニオブ酸塩の層間における温度応答性およびpH開裂性ハイドロゲルの作製2017

    • Author(s)
      上邉卓麻, 井戸田直和, 菅原義之
    • Organizer
      第7回CSJ化学フェスタ2017
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  • [Presentation] 共有結合を介した無機ナノシートとのハイブリッド化によるポリ乳酸の脆性改善2017

    • Author(s)
      稲森健太, 井戸田直和, 西野孝, 菅原義之
    • Organizer
      第36回無機高分子研究討論会
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  • [Presentation] 層状ペロブスカイト層間における表面開始原子移動ラジカル重合 (SI-ATRP) の重合過程の研究2017

    • Author(s)
      畠中拓朗, 小山瞳, 井戸田直和, 菅原義之
    • Organizer
      第36回無機高分子研究討論会
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  • [Book] Nanosheet (Inorganic Janus nanosheets derived from K4Nb6O17・3H2O via regioselective surface modification)2019

    • Author(s)
      Ryoko Suzuki, Mitsuhito Sudo, Megumi Hirano, Naokazu Idota, Masashi Kunitake, Taisei Nishimi, Yoshiyuki Sugahara
    • Publisher
      IntechOpen
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  • [Book] New Polymeric Materials Based on Element-Blocks (Chapter 13. Preparation of Element-Block Materials using Inorganic Nanostructures and Their Applications)2019

    • Author(s)
      Naokazu Idota, Yoshiyki Sugahara
    • Total Pages
      22
    • Publisher
      Springer Nature Singapore
    • ISBN
      9789811328886
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  • [Remarks] 早稲田大学 菅原研究室

    • URL

      http://waseda-sugahara-lab.jp/

    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2020-03-30  

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