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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Nucleic acid-encapsulated virus-like polyhedral structure made by goldnanoplates

Research Project

Project/Area Number 15K13261
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

新倉 謙一  北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (40360896)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywords自己組織化 / ナノ粒子 / アニオン性高分子 / ナノ粒子集合体
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的はアニオン性高分子と金ナノ粒子の相互作用を使って、多面体構造の形成を目指すことにある。本研究を進める中でオリゴエチレングリコール(OEG)で被覆した直径10nm の金ナノ粒子が、水中においてポリアクリル酸(PAA)と酸性条件下で複合体を作ることを見いだした。本来は、カチオン性粒子と、負に帯電したアニオン性の高分子を混合することで複合体をつくることを計画していたが、偶然見いだしたOEGという中性粒子を使った高分子-金ナノ粒子複合体形成の研究を進めた。水溶液のpHを酸性あるいは塩基性にすることで、複合体の形成と解離は可逆的に起こった。PAAの分子量が15万Daと8万Daの場合を比較すると、8万DaのPAAを使うとより大きな複合体が形成されることがわかった。高分子が粒子を覆ってしまうのか、あるいは粒子間を架橋を促進するかといった違いが現れたと考えられる。また複合体形成の駆動力は水素結合であることが予想され、局所環境の影響を受けやすいことから、PAAやOEGに疎水的なメチル基を導入することで複合体形成時のpHを可変させることができた。 当初の計画では高分子を内包したナノ粒子のカプセル状の集合体形成を予想したが、SEM像からそのような構造というよりむしろ、高分子と粒子が均一に集合した複合体であることがわかった。
本研究ではpHという外部刺激によって高分子と金ナノ粒子の複合体を作製することに成功し、複合体の大きさや粒子間距離を高分子の分子量や濃度で制御できた。今までの多くの研究は粒子表面に直接固定化した分子の外部刺激による構造変化で粒子集合体形成が促進されるが、本研究では外部刺激と外部高分子の組み合わせによって粒子と高分子の複合体を誘起できるため複合体サイズ・粒子間距離を制御するのに適した系であることを示すことができた。

  • Research Products

    (8 results)

All 2017 2016

All Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Presentation] オリゴエチレングリコール誘導体で被覆された温度応答性金ナノ粒子:粒径及び形状の効果2017

    • Author(s)
      飯田良、新倉謙一、三友秀之、居城邦治
    • Organizer
      日本化学会 第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学 日吉キャンパス(神奈川県・川崎市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [Presentation] PEG被覆金ナノ粒子とアニオン性高分子のpH依存的な集合化挙動2016

    • Author(s)
      鳥居悠、杉村尚俊、新倉謙一、三友秀之、居城邦治
    • Organizer
      第6回CSJ化学フェスタ2016
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(千葉県・船橋市)
    • Year and Date
      2016-11-14 – 2016-11-16
  • [Presentation] Size controllable co-assembly of gold nanoparticle with poly(sodium 4-styrenesulfonate2016

    • Author(s)
      Yu TORII, Naotoshi SUGIMURA, Kenichi NIIKURA, Hideyuki MITOMO and Kuniharu IJIRO
    • Organizer
      AsiaNANO 2016
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2016-10-10 – 2016-10-13
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 球状及び異方性金ナノ粒子の温度応答性自己集合化2016

    • Author(s)
      飯田良、新倉謙一、三友秀之、居城邦治
    • Organizer
      第67回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      北海道教育大学旭川校(北海道・旭川市)
    • Year and Date
      2016-09-22 – 2016-09-24
  • [Presentation] 曲率依存性を示す金ナノ粒子の温度応答性自己集合化2016

    • Author(s)
      飯田良、三友秀之、新倉謙一、居城邦治
    • Organizer
      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      神奈川大学 横浜キャンパス(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] オリゴエチレングリコール被覆金ナノ粒子とアニオン性高分子のpH依存的複合体形成2016

    • Author(s)
      鳥居悠、杉村尚俊、新倉謙一、三友秀之、居城邦治
    • Organizer
      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      神奈川大学 横浜キャンパス(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] Surface Engineering of Gold Nanoparticles for Functional Self-Assembly2016

    • Author(s)
      Kenichi Niikura
    • Organizer
      RIKEN CEMS Topical Meeting “Nanoparticles / Nanotubes / Nanosheets”
    • Place of Presentation
      理化学研究所(埼玉県・和光市)
    • Year and Date
      2016-09-07 – 2016-09-08
    • Invited
  • [Presentation] 局所正電荷をもつ金ナノ粒子を用いたウイルス様自己集合2016

    • Author(s)
      鳥居悠、杉村尚俊、新倉謙一、三友秀之、居城邦治
    • Organizer
      第26回バイオ・高分子シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京・目黒区)
    • Year and Date
      2016-07-28 – 2016-07-29

URL: 

Published: 2018-01-16  

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