固体プラズマを利用した光応答性高分子の創生に関する研究

• Project Area: Plasma medical innovation
• Project/Area Number: 25108516
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 黒澤 茂 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門, 部門付 (30356951)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000); Fiscal Year 2014: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2013: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
• Keywords: 固体プラズマ / メカノケミカル / 固相重合 / MPCポリマー / 光応答性 / メカノケミカル反応 / メカノケミカル重合 / 両親媒性ブロック共重合体 / 高分子ミセル / 光治療用高分子ミセル

Outline of Annual Research Achievements

体内の薬物分布を量的・空間的・時間的に制御するシステムは薬物輸送システム(DDS: Drug Delivery System)と呼ばれ、目的に応じて薬物の放出制御、吸収改善、標的指向化等の技術が研究されている。DDSにおいて薬物の運搬を担うカプセルなどの材料はドラッグキャリアーと呼ばれ、DDS開発において重要な課題の一つである。高分子はその分子サイズがナノスケールのオーダーであることから、DDSドラッグキャリアーに有用な材料として注目されている。さらには、親水性部と疎水性部からなる両親媒性ブロック共重合高分子は、自己組織化により数十～百nmにわたる種々のサイズの球状ミセルを形成できること、光応答性、pH応答性、生体適合性機能等の様々な機能を導入できることなどから、DDSドラッグキャリアーとして高い関心が寄せられており、高分子ミセル材料として知られている。高分子ミセルをドラッグキャリアーとして用いた時、"漏れ易さと保持効果”(EPR効果)によって腫瘍細胞に薬物を受動的に集積可能であるという大きな利点があることから、高分子ミセルは抗腫瘍薬物キャリヤーとして広く研究されている。
本研究では、プラズマを用いた反応の一つであるメカノケミカル重合法を利用した、光応答性やｐＨ応答性を有する高分子ミセル材料の創製について検討した。得られた高分子ミセル材料の物性を検討した結果、光やｐＨに応答して薬剤の放出が可能であることから、ドラッグデリバリーシステムに用いるドラッグキャリアーとして有望であることが明らかになった。これらの高分子ミセル材料は、メカノケミカル重合法の特徴であるモノマーと高分子の反応を用いて得られたものであることから、メカノケミカル重合法の有用性を示すことができた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Spectroscopic and quartz crystal microbalance (QCM) characterisation of protein-based MIPs (2015)
  • Author(s): Hazim F. EL-Sharif, Hidenobu Aizawa, Subrayal M. Reddy
  • Journal Title: Sensors and Actuators B: Chemical Volume: 206 Pages: 239-245
  • DOI: 10.1016/j.snb.2014.09.053
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel pH-Responsive Polymeric Micelles Prepared by the Self-Assembly of Amphiphilic Block Copolymer with Poly-4-vinylpyridine Block Synthesized by Mechanochemical Solid-State Polymerization (2015)
  • Author(s): Shin-ichi Kondo, Yuna Asano, Natsumi Koizumi, Kenjiro Tatematsu, Yuka Sawama, Yasushi Sasai, Yukinori Yamauchi, Masayuki Kuzuya, ShigeruKurosawa
  • Journal Title: Chemical and Pharmaceutical Bulletin Volume: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Behavior of Polyethylene Glycol Molecules at an Oscillating Solid-Liquid Interface (2014)
  • Author(s): Minoru Yoshimoto, Yukiko Yuda, Mutsuo Tanaka, Shigeru Kurosawa
  • Journal Title: Journal of Oleo Science Volume: 63 Issue: 1 Pages: 75-82
  • DOI: 10.5650/jos.ess13122
  • NAID: 130004800081
  • ISSN: 1345-8957, 1347-3352
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of Polyoxyethylene (10) Octylphenyl Ether on the Solution Viscosity and Density in the Belousov-Zhabotinsky Reaction (2014)
  • Author(s): Minoru Yoshimoto, Shingo Kubo, Shigeru Kurosawa
  • Journal Title: Chinese Journal of Physics Volume: 52 Pages: 215-223
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamics of a Three-Coupled System in the Belousov-Zhabotinsky Reaction (2014)
  • Author(s): Minoru Yoshimoto, Shigeru Kurosawa
  • Journal Title: Chinese Journal of Physics Volume: 52 Pages: 1748-1759
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of volatile organic compound gas sensor using coated plasma polymerized film quartz crystal microbalance (2014)
  • Author(s): Hidenobu Aizawa, Ryuichi Naganawa, Kazutoshi Noda
  • Journal Title: Convertech & e-print Volume: 4 Pages: 4-7
• [Journal Article] Dynamic Properties of Self-Assembled Monolayers of Mercapto Oligo(ethylene oxide) Methyl Ether on an Oscillating Solid-Liquid Interface (2014)
  • Author(s): Minoru Yoshimoto, Keita Honda, Shigeru Kurosawa, Mutsuo Tanaka
  • Journal Title: The Journal of Physical Chemistry C Volume: 118 Issue: 29 Pages: 16067-16073
  • DOI: 10.1021/jp411186n
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of Polyoxyethylene(10) Octylphenyl Ether on the Solution Viscocity and Density in the Belousov-Zhabotinsky Reaction (2014)
  • Author(s): Minoru Yoshimoto, Shingo Kubo, Shigeru Kurosawa
  • Journal Title: Chinese Journal of Physics Volume: 52 Pages: 215-223
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of Amphiphilic Blockcopolymer Using Mechanically Produced Macromonomers Possessing Anhydrate as a Terminal Group and Its Application to Polymeric Micelles (2014)
  • Author(s): Shin-ichi Kondo, Machi Omoto, Yuka Sawama, Yasushi Sasai, Kenjiro Tatematsu, Yukinori Yamauchi, Masayuki Kuzuya
  • Journal Title: Journal of Pharmacy and Nutrition Sciences Volume: 4 Issue: 1 Pages: 37-42
  • DOI: 10.6000/1927-5951.2014.04.01.6
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Poly(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine) を親水部とする新規高分子ミセルの開発 (2015)
  • Author(s): 井上 栞、笹井 泰志、山内 行玄、葛谷 昌之、黒澤 茂、近藤 伸一
  • Organizer: 日本薬学会第135年会
  • Place of Presentation: 兵庫医療大学 (兵庫県神戸市)
  • Year and Date: 2015-03-26
• [Presentation] Synthesis of Photoresponsive Polymeric Micelle using Solid State Plasma (2015)
  • Author(s): 黒澤 茂、愛澤 秀信、田中 睦生、近藤 伸一
  • Organizer: The 2nd International Workshop on Plasma for Cancer Treatment(IWPCT)
  • Place of Presentation: 名古屋大学 (愛知県名古屋市)
  • Year and Date: 2015-03-17
• [Presentation] Well-defined Polymer Brush Immobilized Quartz Crystal Microbalance for Immunosensor (2014)
  • Author(s): 愛澤 秀信、森川 湧起、佐藤 浩昭、山田 和典
  • Organizer: 第24回日本MRS年次大会
  • Place of Presentation: 横浜情報文化センター(神奈川県横浜市)
  • Year and Date: 2014-12-11
• [Presentation] OEG分子SAMの温度による物理的性質変化に関する研究 (2014)
  • Author(s): 下村 勇乃、愛澤 秀信、黒澤 茂、吉本 稔、田中 睦生
  • Organizer: 第51回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場(福岡県北九州市)
  • Year and Date: 2014-06-28
• [Presentation] 固体プラズマを利用した光応答性高分子の創生に関する研究 (2014)
  • Author(s): 黒澤 茂、田中 睦生、愛澤 秀信、佐藤 浩昭、鳥村 政基、尾形 敦、笹井 泰志、近藤 伸一
  • Organizer: 第18回 応用物理学会 プラズマエレクトロニクス分科会 プラズマ新領域研究会 プラズマ技術研究会、第4回 新学術領域研究「プラズマとナノ界面の相互作用に関する学術基盤の創成」公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋大学 (愛知県名古屋市)
  • Year and Date: 2014-06-14
• [Presentation] 振動固液界面におけるオリゴエチレングリコール分子自己組織化単分子膜の動的挙動
  • Author(s): 下村勇乃, 本田啓太, 愛澤秀信, 黒澤 茂, 吉本 稔, 田中睦生
  • Organizer: 第50回化学関連支部合同九州大会研究発表
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場（北九州市小倉北区）
• [Presentation] Effect of RF Power on Plasma-Polymerized Propalgyl Alcohol and Propargyl Bromide Films their Extractable Testing for Solvents by QCM-Technique
  • Author(s): Hidenobu Aizawa, Yuki Kazama, Shigeru Kurosawa, Kazunori Yamada
  • Organizer: 第23回日本MRS年次大会 (2013) - MRS-J
  • Place of Presentation: 横浜開港記念会館（横浜市中区）
• [Presentation] Synthesis and Application of Nanocomposites of Reduced Graphene Oxide and Periodic Mesoporous Silica with Vertically Aligned Mesochannels
  • Author(s): 王 正明, 黒澤 茂,小菅 勝典, 久保 史織, 吉澤 徳子, Geoffrey A. Ozin
  • Organizer: The 11th International Conference on the Fundamentals of Adsorption (FOA11)
  • Place of Presentation: Baltimore, Maryland, USA
• [Presentation] プラズマを利用した医薬学領域への応用 ～固体プラズマを用いたDDSへの応用について～
  • Author(s): 近藤伸一
  • Organizer: ナノ界面プラズマプロセスとその医療・バイオ応用に関する研究会
  • Place of Presentation: 東京工業大学 田町キャンパス（東京）
  • Invited
• [Presentation] メカノケミカル固相重合を利用したpH応答性高分子ミセルの構築と活性評価
  • Author(s): 近藤伸一，浅野祐奈，井上裕子，立松憲次郎，笹井泰志，山内行玄，葛谷昌之
  • Organizer: 日本薬学会第134年会
  • Place of Presentation: 熊本大学（熊本市）
• [Presentation] 多糖類と医薬品モノマーとの固相メカノケミカル反応による新規高分子医薬の開発(1)
  • Author(s): 土井直樹，笹井泰志，山内行玄，葛谷昌之、近藤伸一
  • Organizer: 日本薬学会第134年会
  • Place of Presentation: 熊本大学（熊本市）
• [Presentation] Electrochemical Label-Free Nucleotide Sensors for RNA Analysis
  • Author(s): 青木 寛
  • Organizer: Bio4Aps 2013
  • Place of Presentation: 東京医科歯科大学（東京都）
  • Invited
• [Presentation] 電気化学的核酸センシング技術とRNA検出への応用
  • Author(s): 青木 寛
  • Organizer: 超分子化学特論
  • Place of Presentation: 北見工業大学（北見市）
  • Invited
• [Presentation] アロステリック電気化学アプタザイムに基づく高感度遺伝子センサ
  • Author(s): 青木 寛
  • Organizer: 産総研バイオセンサ・バイオチップ分科会 第1回全体会議
  • Place of Presentation: 産総研共用講堂（つくば市）
• [Presentation] アロステリック電気化学アプタザイムに基づく高感度遺伝子センサ
  • Author(s): 青木 寛
  • Organizer: 科研費・新学術領域研究 第10回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京大学駒場キャンパス（東京都）
• [Book] バイオセンサの迅速・簡易・高機能化技術と課題解決書 ―遺伝子― (2014)
  • Author(s): 青木 寛
  • Total Pages: 534
  • Publisher: 株式会社技術情報協会