2004 Fiscal Year Annual Research Report
陽電子消滅法を利用した生体高分子ゲルのナノ空間構造解析
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14380235
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
西嶋 茂宏 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00156069)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
泉 佳伸 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60252582)
誉田 義英 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (40209333)
田川 精一 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (80011203)
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| Keywords | ゲル化 / 生体組織 / 吸収線量 / ゼラチン / ナノ空間構造 / 陽電子消滅法 / 網目構造 / 陽電子寿命 |
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| Research Abstract |
蛋白質の凝集・ゲル化を人工的に再現するために、生体軟組織が集合していく過程を明確にし、それを人工的に模倣する手法を確立する一環として、量子線プロセシングを生体高分子に適用した。
これまでに、構造蛋白質のコラーゲンのモデルとしゼラチンを用い、ゼラチン水溶液や固体ハイドロゲルにγ線照射することにより起こる粘弾性等の力学的変化、ゾル-ゲル転移温度等の特性を明らかにし、量子線プロセシングによりソフトマテリアルの設計が可能であることを示してきた。
本年度は、量子線プロセシングの手法を積極的に応用し、天然物由来であるゼラチンを用いたアクチュエーターの開発を行なった。その結果、ゼラチンはpHや電場応答変形特性を有するが、γ線照射によって架橋間分子量を制御した場合でもその特性は失われることはなく、しかも、未処理では溶解してしまうような条件下においても、量子線照射によって耐性が飛躍的に向上した。また、力学的強度は照射量の増加に伴って向上した。これらの特性の向上は、照射に伴う共有結合性の架橋生成によって分子量が増大し、より緻密なナノ空間構造をもつ3次元ネットワークハイドログルへと改質されたためであると考えられる。得られたγ線照射ゼラチンハイドロゲルにNaOH水溶液中で電場を印加するとしなやかに変形し、印加する電場の極性の変化に対して繰り返し可逆的に応答した。電極配置に工夫を施すことによって、ゼラチンアクチュエーターを創成することができた。
それとともに、ナノ構造評価として動的光散乱によるナノレベルでの粒子径分布の変化を追跡した。その結果、ゼラチン希薄水溶液へのγ線照射によって架橋反応が進行し、ナノ粒子の粒子径成長が確認された。また、得られたナノゲルやマクロゲルの生分解特性を、ペプシンを用いた模擬胃液で調べたところ、照射によって分解速度を低下させることが出来ることが明らかになった。
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Research Products
(4 results)
