Molecular modeling for interfaces of soft materials for its application to water treatment processes

• Project/Area Number: 23760715
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Properties in chemical engineering process/Transfer operation/Unit operation
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: NAGUMO Ryo 名古屋工業大学, 工学研究科, 助教 (20552003)
• Project Period (FY): 2011 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2012: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2011: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 生体適合性 / 相互作用エネルギー / ファウリング / 分子動力学法 / 水処理膜 / ソフトマテリアル / 計算化学

Research Abstract

The affinities between a biomolecule and an interface of a soft material were evaluated by calculating interaction energy acting on them. Computational chemistry approaches were used to assess these profiles for a biomolecules approaching a zwitterionic or nonionic biocompatible material surface. Our evaluations demonstrate that the minimum values for interaction energy profiles are directly correlated with their affinities, suggesting that the biocompatibility of soft materials can be conveniently estimated from our theoretical calculations.

Research Products

• [Journal Article] Computational Chemistry Study on the Microscopic Interactions between Biomolecules and Hydrophilic Polymeric Materials (2013)
  • Author(s): Ryo Nagumo, Kazuki Akamatsu, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Nozomu Hatakeyama, Hiromitsu Takaba, Akira Miyamoto
  • Journal Title: JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN Volume: 46 Issue: 7 Pages: 421-423
  • DOI: 10.1252/jcej.12we212
  • NAID: 10031188012
  • ISSN: 0021-9592, 1881-1299
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A theoretical design of surface modifiers for suppression of membrane fouling: Potential of poly(2-methoxyethylacrylate) (2012)
  • Author(s): Ryo Nagumo, Kazuki Akamatsu, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Hideyuki Tsuboi, Nozomu Hatakeyama, Hiromitsu Takaba, Akira Miyamoto
  • Journal Title: Journal of Chemical Engineering of Japan Volume: 45(8) Pages: 568-570
  • NAID: 130001858741
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Theoretical Design of Surface Modifiers for Suppression of Membrane Fouling: Potential of Poly(2-methoxyethylacrylate) (2012)
  • Author(s): Ryo Nagumo, Kazuki Akamatsu, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Nozomu Hatakeyama, Hiromitsu Takaba, Akira Miyamoto
  • Journal Title: JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN Volume: 45 Issue: 8 Pages: 568-570
  • DOI: 10.1252/jcej.12we110
  • NAID: 130001858741
  • ISSN: 0021-9592, 1881-1299
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 水処理膜のファウリング制御に向けた計算化学的アプローチの応用 (2012)
  • Author(s): 南雲亮、高羽洋充
  • Organizer: 膜シンポジウム2012
  • Place of Presentation: 神戸大学
  • Year and Date: 2012-11-07
• [Presentation] ポリマー膜表面近傍における水分子のミクロダイナミクス解析 (2012)
  • Author(s): 南雲亮、伊藤辰徳、三浦隆治、鈴木愛、坪井秀行、畠山望、高羽洋充、宮本明
  • Organizer: 化学工学会第77年会
  • Place of Presentation: 工学院大学
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] ポリマーバイオマテリアルのタンパク質吸着制御に向けた計算化学手法の応用 (2011)
  • Author(s): 南雲亮、三浦隆治、鈴木愛、坪井秀行、畠山望、高羽洋充、宮本明
  • Organizer: 第33回日本バイオマテリアル学会大会
  • Place of Presentation: 京都テルサ
  • Year and Date: 2011-11-22
• [Presentation] ベタイン系高分子マテリアル表面におけるタンパク質吸着現象の分子動力学シミュレーション (2011)
  • Author(s): 南雲亮、伊藤辰徳、三浦隆治、鈴木愛、坪井秀行、畠山望、高羽洋充、宮本明
  • Organizer: 第33回日本バイオマテリアル学会大会
  • Place of Presentation: 京都テルサ
  • Year and Date: 2011-11-22
• [Presentation] 計算化学手法による医用高分子材料の耐バイオファウリング性能解析 (2011)
  • Author(s): 南雲亮、三浦隆治、鈴木愛、坪井秀行、畠山望、高羽洋充、宮本明
  • Organizer: 第60回高分子討論会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2011-09-29
• [Presentation] 生体適合性ポリマーの表面修飾による膜ファウリング抑止機構の計算化学的解析 (2011)
  • Author(s): 南雲亮、三浦隆治、鈴木愛、坪井秀行、畠山望、高羽洋充、宮本明
  • Organizer: 化学工学会第43回秋季大会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
  • Year and Date: 2011-09-15
• [Presentation] 新規粗視化ポテンシャルによるベタイン型マテリアル表面へのタンパク質吸着に関する動力学シミュレーション (2011)
  • Author(s): 高羽洋充、伊藤辰徳、南雲亮、三浦隆治、鈴木愛、坪井秀行、畠山望、宮本明
  • Organizer: 化学工学会第43回秋季大会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
  • Year and Date: 2011-09-15
• [Presentation] 分子シミュレーションを化学工学に応用する ―膜分離を中心に―
  • Author(s): 南雲 亮
  • Organizer: 化学工学会産学官連携センター グローバルテクノロジー委員会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
• [Presentation] ポリマー膜表面近傍における水分子のミクロダイナミクス解析
  • Author(s): 南雲 亮・伊藤 辰徳・三浦 隆治・鈴木 愛・坪井 秀行・畠山 望・高羽 洋充・宮本 明
  • Organizer: 化学工学会 第77年会
  • Place of Presentation: 工学院大学新宿キャンパス
• [Presentation] 計算化学手法によるファウリング現象のメカニズム解析
  • Author(s): 南雲 亮
  • Organizer: ニューメンブレンテクノロジーシンポジウム ２０１１(招待講演)
  • Place of Presentation: 三田NNホール（東京都港区）
• [Remarks]
  • URL: http://researcher.nitech.ac.jp/html/100000240_ja.html