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2015 Fiscal Year Annual Research Report

複合アセンブリーπ造形システム

Planned Research

Project Areapi-System Figuration: Control of Electron and Structural Dynamism for Innovative Functions
Project/Area Number 26102010
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

矢貝 史樹  千葉大学, 大学院工学研究科, 准教授 (80344969)

Project Period (FY) 2014-07-10 – 2019-03-31
Keywordsタンパク質 / アミロイド / 超分子ポリマー / 準安定状態 / 発光材料
Outline of Annual Research Achievements

昨年度は、リング状の超分子ポリマーを与えるモノマー分子のナフタレン部位を改変することで、新奇なナノ構造を有する新規超分子ポリマーの構築に取り組んだ。新規分子として、ねじれを有するπ電子系分子を有するモノマー分子を合成した。このモノマーは、低極性溶媒中で水素結合性環状6量体を介して超分子ポリマー化し、高温溶液の冷却速度の違いによってヘリカル構造とランダムコイル構造を有する線維状ナノ集合体を作り分けることが可能であることが、原子間力顕微鏡ならびに透過型電子顕微鏡により明らかになった。赤外吸収スペクトルやX線回折測定により、モノマーは水素結合性環状6量体を経由して線維状に超分子ポリマー化することが明らかになった。ヘリカル構造を有する線維状ナノ集合体を蛍光顕微鏡ならびに共焦点レーザー顕微鏡により観察すると、会合による発光強度の増大によって、一本の壁軽構造を可視化可能であることが示唆された。この点に関してはさらに研究の進展が期待出来る。興味深いことに、構造の異なる二つの溶液を室温で放置いておくと、針状の沈殿が形成された。この沈殿は超分子ポリマーがバンドル化することで形成されることが、原子間力顕微鏡観察により明らかになった。タンパク質のように時間の経過によって凝集体へと変化する超分子ポリマーは珍しい。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初の計画では、様々なナノ構造を有する超分子ポリマーを構築することが昨年度の到達目標であったが、予想外に、構築した超分子ポリマーのうちの幾つかが準安定分子集合体であることが明らかになった。この成果をもとに、新たな研究プロジェクトを立ち上げることができた。したがって、予想を上回る成果が得られたと判断できる。

Strategy for Future Research Activity

ヘリカル構造とランダムコイル構造を有する線維状ナノ集合体のバンドル化は、超分子ポリマーの結晶化と捉えることができる。そこで、この構造転移のキネティクスを今年度は詳細に追っていく。キネティクスの追跡には、蛍光分光、紫外可視吸収、さらに動的光散乱などを用いる。また、本系はアミロイド線維の形成に代表されるタンパク質と同様の構造転移を示す画期的な系であると判断できるため、今回得られた結果を学術論文として早急にまとめる。さらに、超解像度顕微鏡を用い、ヘリカル構造を有する線維状ナノ集合体の高精細イメージングにも挑戦する。

  • Research Products

    (13 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] Keele University(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      Keele University
  • [Int'l Joint Research] University Paris-Saclay(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      University Paris-Saclay
  • [Journal Article] Photoreactive helical nanoaggregates exhibiting morphology transition on thermal reconstruction2015

    • Author(s)
      Mitsuaki Yamauchi, Tomonori Ohba, Takashi Karatsu, Shiki Yagai
    • Journal Title

      Nature communications

      Volume: 6 Pages: 8936

    • DOI

      10.1038/ncomms9936

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 水素結合性マクロサイクルの形成を経た協同的な超分子重合2016

    • Author(s)
      山内光陽、矢貝史樹
    • Organizer
      日本化学会第96回春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺
    • Year and Date
      2016-03-26
  • [Presentation] Metastable Molecular Assemblies: an Entrance to Dynamic Materials2016

    • Author(s)
      Shiki Yagai
    • Organizer
      China-Japan Joint Symposium on Functional Supramolecular Architectures
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター
    • Year and Date
      2016-02-24
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 光による分子集合体の制御・分子集合体による光の制御2016

    • Author(s)
      矢貝史樹
    • Organizer
      超分子研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2016-01-22
    • Invited
  • [Presentation] Metastable Supramolecular Assemblies of π-Conjugated Systems2016

    • Author(s)
      Shiki Yagai
    • Organizer
      Compflu-2016
    • Place of Presentation
      インド・IISER Pune
    • Year and Date
      2016-01-04
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Controlled self-assembly pathways by photocyclized product of stilbene dyad2015

    • Author(s)
      Mitsuaki Yamauchi, Shiki Yagai
    • Organizer
      Pacifichem2015
    • Place of Presentation
      アメリカ・ホノルル
    • Year and Date
      2015-12-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Self-assembly of barbiturated oligophenylene: Spontaneous transition of nanostructures from coil to ribbon2015

    • Author(s)
      Kengo Wakita, Shiki Yagai
    • Organizer
      Pacifichem2015
    • Place of Presentation
      アメリカ・ホノルル
    • Year and Date
      2015-12-17
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] エーテルからエステル連結基への分子構造変化によるロッド状超分子ポリマーにおける螺旋状のうねりの発現2015

    • Author(s)
      山内光陽、矢貝史樹
    • Organizer
      第25回日本MRS年次大会
    • Place of Presentation
      横浜波止場会館
    • Year and Date
      2015-12-08
  • [Presentation] コイルからテープ状へのナノ構造転移を示す水素結合性超分子ポリマー2015

    • Author(s)
      脇田健吾、矢貝史樹
    • Organizer
      CSJ化学フェスタ2015
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      2015-11-12
  • [Presentation] 超分子マクロサイクルの積層による超螺旋構造の形成2015

    • Author(s)
      山内光陽、矢貝史樹
    • Organizer
      日本化学会新領域グループ「エキゾチック自己組織化材料(ExOM) 」全体講演会
    • Place of Presentation
      つくばセミナーハウス
    • Year and Date
      2015-11-06
  • [Presentation] 水素結合性超分子マクロサイクルの超分子ポリマー化における螺旋の誘起2015

    • Author(s)
      山内光陽、矢貝史樹
    • Organizer
      第5回CSJ化学フェスタ2015
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      2015-10-15

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Published: 2017-01-06   Modified: 2022-02-07  

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