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角層細胞間脂質に着想を得たオレイン酸系ジェミニ型界面活性剤によるα-ゲルの創製

Research Project

Project/Area Number 19J11445
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

菅原 規  東京理科大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsα-ゲル / ジェミニ型界面活性剤 / レオロジー / 小角中性子散乱 / 小角X線散乱 / 横緩和時間
Outline of Research at the Start

α-ゲルとは、界面活性剤が形成する分子集合体の一種である。希薄濃度領域においても増粘固化作用を示し、保水性や閉塞性にも富むため、クリーム基剤として工業的に幅広く利用されている。本研究では、皮膚の最外層である角層細胞間脂質に着想を得て、オレイン酸系ジェミニ型界面活性剤を用いて高湿潤性α-ゲルを開発すること、およびα-ゲル中の水の挙動やレオロジー挙動に及ぼす因子を解明することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

α-ゲルは、希薄濃度領域においても増粘固化作用を示し、保水性や閉塞性にも富むため、コンディショナーやボディクリームなど工業的に幅広く利用されている。価値観が多様化する現代社会において、使用感を能動的に制御したα-ゲルの開発は極めて重要である。しかし、α-ゲルの処方戦略は、経験的な知見に頼る場合が多く、学術的な検討は極めて限定的かつ離散的であった。したがって、使用感に直結する高湿潤性のα-ゲルを開発し、保水性やレオロジー挙動に及ぼす因子を解明することは重要な課題とである。そこで本研究では、角層細胞間脂質の三次元充填構造に着想を得て、オレイン酸系ジェミニ型界面活性剤(anti-CC-9,9-EsH10-Na)による高湿潤性α-ゲルの創製を試みた。その結果、anti-CC-9,9-EsH10-Na/1-テトラデカノール(C14OH)/H2O混合系は、多量の水を抱え込みつつも高い構造規則性を有するα-ゲルを形成することを見出した。また、界面活性剤/高級アルコール比によりα-ゲル中の水和挙動を制御できる可能性が示唆された。さらに、従来のα-ゲル処方(一鎖一親水基型界面活性剤/C14OH/水三成分混合系)に少量のanti-CC-9,9-EsH10-Naを添加することによって、α-ゲルとしての粘度が約100倍高まることを見出した。そこで、α-ゲルのレオロジー挙動を規定する因子を解明するため、レオロジー/小角中性子散乱(Rheo-SANS)測定、小角広角X線散乱(SWAXS)測定、1H-NMRによる横緩和時間(T2)測定、光学顕微鏡観察を行った。その結果、α-ゲル中の過剰水量およびα-ゲルのドメイン構造がレオロジー挙動に影響することが示唆された。以上の知見が、二鎖型両親媒性物質を用いたα-ゲル製剤の調製指針となるだけでなく、使用感を能動的に制御したα-ゲルの開発に貢献することを期待する。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2020 2019 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Structural Change of an α-Gel (α-Form Hydrated Crystal) Induced by Temperature and Shear Flow in an Oleic Acid Based Gemini Surfactant System2020

    • Author(s)
      Tadashi Sugahara, Masaaki Akamatsu, Hiroki Iwase, Yuichiro Takamatsu, Kenichi Sakai, Hideki Sakai
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: - Issue: 17 Pages: 4695-4701

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.0c00507

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Small-angle Neutron Scattering Study of Micelle Structure and Hydration Behavior of Oleic Acid-based Gemini Surfactant2019

    • Author(s)
      Tadashi Sugahara, Masaaki Akamatsu, Hiroki Iwase, Yuichiro Takamatsu, Kenichi Sakai, Hideki Sakai
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 48 Issue: 9 Pages: 1050-1053

    • DOI

      10.1246/cl.190323

    • NAID

      130007703010

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Formation of α-gel (α-form hydrated crystal) by oleic acid-based gemini surfactant2019

    • Author(s)
      Tadashi Sugahara, Yuichiro Takamatsu, Masaaki Akamatsu, Kenichi Sakai, Hideki Sakai
    • Journal Title

      Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects

      Volume: 583 Pages: 123944-123944

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2019.123944

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ドデカノイルグルタミン酸ジナトリウム塩を用いたαゲルの調製および評価2019

    • Author(s)
      市原久実花, 菅原規, 赤松允顕, 酒井健一, 酒井秀樹
    • Organizer
      日本油化学会第58回年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Structures and Properties of α-Gel Prepared by Oleic-Acid-Based Gemini Surfactant2019

    • Author(s)
      Tadashi Sugahara, Yuichiro Takamatsu, Masaaki Akamatsu, Kenichi Sakai, Hideki Sakai
    • Organizer
      33rd European Colloid and Interface Society (ECIS)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of Salt Concentration on Structure and Property of α-Gel Prepared by Sodium N-Dodecanoylglutamate2019

    • Author(s)
      Kumika Ichihara, Tadashi Sugahara, Masaaki Akamatsu, Kenichi Sakai, Hideki Sakai
    • Organizer
      33rd European Colloid and Interface Society (ECIS)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Structural Changes of α-Gel Induced by Temperature and Shear Flow in Oleic Acid-Based Gemini Surfactant System2019

    • Author(s)
      Tadashi Sugahara, Masaaki Akamatsu, Hiroki Iwase, Yuichiro Takamatsu, Kenichi Sakai, Hideki Sakai
    • Organizer
      OKINAWA COLLOIDS 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] クリーム製剤の安定性を制御する鍵、新しいαゲルの開発

    • URL

      https://www.tus.ac.jp/mediarelations/archive/20191028001.html

    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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