2016 Fiscal Year Research-status Report
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15K17869
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小林 裕一郎 大阪大学, 理学研究科, 特任助教(常勤) (10739676)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 多孔性金属錯体 / ナノ空間 / 高分子 / 糖鎖 / 開環重合 / ドラッグデリバリー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
金属イオンと有機配位子からなる多孔性金属錯体の細孔を糖鎖合成の反応場として利用し、制御合成を行う。多孔性金属錯体はゼオライトや活性炭などの従来の多孔性物質では実現しにくい、「完璧に近い規則性」、「設計性の高さ」を特徴として有する。このナノ空間を予め糖鎖がちょうど一本で包接される大きさに設計した上で、単糖の配向・位置・距離を制御し、単糖を連結することが出来れば、得られる糖鎖の１次構造を精密に制御できることが期待される。更に、多孔性金属錯体の次元性を２次元、３次元とコントロールすることによって、高次構造の制御も可能になることが期待できる。前年度までに我々は、単糖の大きさ(0.7 nm)に近い一次元のナノ細孔(1.1 nm)を持つ多孔性金属錯体を合成し、その細孔内で単糖の重合を行うことによって、一般的な溶液やバルク中での重合により得られる糖鎖とは異なり、架橋構造を形成せずに、直鎖に近い構造の糖鎖が得られることが分かった。本年度は糖鎖の次元性の制御を目的に、単糖を三次元のナノ細孔を持つ多孔性金属錯体内で重合を行った。得られる糖鎖は多孔性金属錯体の粒径サイズを反映し、更に興味深いことに、ナノメートルサイズの細孔を保持していることも確認された。この糖鎖の細孔サイズや粒径サイズは用いる多孔性金属錯体や重合条件により系統的にコントロール可能であった。この多孔性糖鎖材料内には薬剤やたんぱく質が導入可能であり、導入された物質は細孔や粒径のサイズにより放出速度がコントロール可能であったことから、ドラッグデリバリーシステムへの応用も期待できる。通常、糖鎖の重合においては、得られる糖鎖の構造を制御することは難しく、本法が新しい糖鎖の構造制御法としての有用であることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究全体の構想は、まず１次元のナノ細孔を持つ多孔性金属錯体を用いて糖鎖の一次構造の制御を行うことに始まり、ゴールは２、３次元のナノ細孔を持つ多孔性金属錯体を利用し、その次元性を反映した糖鎖シートや多孔性糖鎖材料などを合成することにある。当初は多孔性金属錯体や合成ルートの選定に時間を要すると考えており、本申請の期間内では、研究の基幹となる細孔内での糖鎖合成の方法の確立することを目標としていた。具体的には一次元細孔内で多糖を合成し、その構造を明らかにすることを目標としていた。しかし、幸いにも酸耐性の多孔性金属錯体と無水糖の開環重合という組み合わせにて多糖が合成でき、更に構造も制御可能であった。そして、３次元のナノ細孔を持つ多孔性金属錯体を利用した多孔性糖鎖材料の合成とその応用へのポテンシャルも評価も行うことが出来、当初の予想を上回るペースで研究が進行している。現在は、得られた多孔性糖鎖材料のドラッグデリバリー以外への応用を模索している。
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| Strategy for Future Research Activity |
３次元のナノ細孔を持つ多孔性金属錯体を利用した多孔性糖鎖材料のドラッグデリバリー以外への応用方法を模索する。多孔性材料はその構造的特徴から様々な分野で注目されている材料である。例えば、その広い比表面積により多量の分子を吸着することが可能なため、吸着剤に応用されている。特に興味深いのは、グルコースの水酸基は二酸化炭素を選択的に吸着することが報告されている。近年、環境保全の観点から、二酸化炭素を選択的に吸脱着する材料が注目を集めている。もし、糖鎖材料でこのような材料が開発できれば、グリーンケミストリーの観点からも興味深い。また本材料の有意な点として、多孔性材料であるため、表面積が広く、多くの二酸化炭素を吸着可能であると考えられる。これらの観点から、多孔性糖鎖材料の二酸化炭素吸着材料としての応用を目指す。
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| Causes of Carryover |
現在論文を投稿中で、査読中であり、追加実験を求められる可能性がある。そのため次年度に予算の執行の可能性があるために次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
追加実験のための試薬や物品の購入費に充てる予定。
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