Development of functional bio-materials on the bases of the helical polysaccharides
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21K05014
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
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| Research Institution | Sojo University |
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Principal Investigator |
田丸 俊一 崇城大学, 工学部, 教授 (10454951)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | らせん構造 / 多糖 / ホスト－ゲスト / 超分子化学 / カーボンナノチューブ / 多価効果 / ムコ多糖 / 超分子 / グリコサミノグリカン / 分子認識 / 超分子科学 / 多糖類 / 検出 / シグナル増強 |
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| Outline of Research at the Start |
初年度から2年度目半ばまでは、本研究で活用する分子の合成およびライブラリ化を進め、これらの基本的な構造特性を調査・比較検討する。さらに、本研究の目的となる、抗菌活性およびシグナル増幅の発現状態と分子の構造情報とを照らし合わせることで、多価効果に基づく機能の発現機構の解明と、分子構造の最適化を進める。事業期間後半では、最適化された分子の合成と、その機能評価を進め、薄膜化やハイスループット化による実用化を目指した応用を図る。カーボンナノチューブ包接体の機能については各種分光法を用いて検討する。さらに、細胞内イメージングおよび、ラットを対象とした生体イメージングを行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
β-グルカン類は、免疫賦活効果などの有用な生理活性を有する天然らせん性高分子の一つである。単層カーボンナノチューブ（SWCNT）は、様々な電気化学特性に加えて、近赤外光励起により発光することから、生体内の可視化材料などとして有用である。本研究では、生理活性を持つ生体内可視化材料の開発を目指して、酵母由来β-1,3-1,6-グルカン（BG）によるSWCNTの単分子的可溶化の更なる効率化を目指して検討した。前年度までに、酵母残渣から回収した水溶性BGとSWCNTを超純水中で超音波照射することで、単分子的可溶化したSWCNT複合体の形成に成功した。これらの複合体の物理特性を調査した結果、高い熱安定性を持つだけでなく、乾固させても再度水中に容易に溶解可能と確認された。一方、その複合化率は使用したSWCNTの数%程度に留まっていた。そこで、可溶化剤であるBGについて再度詳細に検討した結果、超遠心分離でも沈降しない高い水溶性を持つBGが可溶化剤として最適と確認された。さらに、一旦SWCNTを小分子型の界面活性剤が形成するミセル中取り込むことで単分子的に可溶化させた後、BG共存下でこの複合体ミセルを不安定化させることで、SWCNT/BG複合体の複合化率の向上を図った。ミセルの不安定化手法として加熱や各種有機溶媒の添加を試みたが、SWCNTのバンドル化が優先的に進行した。しかし、過剰量のBGを含む水溶液にSWCNTを内包したミセルの水溶液を徐々に添加する事で、ほぼ定量的にSWCNT/BG錯体を調製することに成功した。本調製法では、SWCNTの添加量は界面活性剤の臨界ミセル濃度が上限であった。しかし、一旦上記の操作を行った後、界面活性剤を取り除くことで、連続的にSWCNTを添加し複合化過程を継続することが出来た。その結果、SWCNT/BG錯体の調製効率を著しく改善することに成功した。
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Report
(3 results)
Research Products
(18 results)
