Mechanism of the counterion binding at soft interface controlled by ion hydration and interfacial curvature
| Project/Area Number |
21K14507
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Basic Section 28040:Nanobioscience-related
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
今井 洋輔 九州大学, 基幹教育院, 助教 (90738816)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
|
|---|
| Keywords | ソフト界面の曲率 / 対イオン結合度 / 水和構造 / 表面張力測定 / 界面単分子膜 / カルシウム対イオン / 界面での水和構造 / 対イオン結合 / 界面イオン水和 / 吸着膜とミセル / イオン水和 / 界面曲率 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
この研究の目的は、界面活性物質がつくる界面吸着膜やミセル、２分子膜ベシクルなどの曲率の異なる分子集合体への対イオン結合の分子メカニズムを明らかにすることである。カルシウムやカリウム等の電荷の異なる対イオンを対象に、X線吸収微細構造測定や分子動力学計算などを基に、対イオンの水和を評価し、水和構造と界面曲率が対イオン結合に及ぼす効果について調べる。得られる成果は、Å～μmの多様な空間領域において、界面曲率と電荷の異なる競合イオンが協同的に働き維持されている細胞膜機能（イオンチャネルや膜の曲率制御）の発現機構に関して、基礎的な知見を与えることが期待される。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
この研究の目的は、界面活性物質がつくる界面吸着膜やミセル、２分子膜ベシクルなどの曲率の異なる分子集合体への対イオン結合の分子メカニズムを明らかにすることである。
今年度は、アルキルベンゼンスルホン酸塩の水溶液に存在するミセルを対象として、ミセル表面でのスルホ基（SO3-）とカルシウム対イオン（Ca2+）間の結合や相互作用について、Caの水和構造の観点から調査を行った。
九州シンクロトロン光研究センターBL-06にて、オクチルベンゼンスルホン酸ナトリウム-塩化カルシウム混合水溶液中のミセルを対象に、Ca原子を標的とした透過および蛍光XAFSを実施した。ミセル表面のCa、バルク溶液中のCa、さらに昨年度実施の吸着膜でのCaに関して、XAFSスペクトルの形状に有意な差がないことが明らかとなった。これより、ミセル表面や吸着膜でのCaイオンの水和構造は、バルク溶液中で完全水和しているCaイオンのものと類似の構造であることが示唆された。この結果は、Collinsの規則による予想と一致している。今後はEXAFS解析により、Caイオンの水和数や配位距離などの構造パラメーターを決定する予定である。
今回の成果の意義として、ミセル表面や吸着膜における『多価対イオン』の水和構造について、水和数、配位距離、結合度などの定量評価を実験から行う見通しが立ったことが挙げられる。代表者の知る限りでは、他に報告例がない成果である。曲率の異なる界面における多価の対イオンの水和構造について、今後も調査を進める予定である。
|
Report
(3 results)
Research Products
(3 results)
