2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K05927
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
長澤 尚胤 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 主幹研究員(定常) (00370437)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡 壽崇 東北大学, 高度教養教育・学生支援機構, 助教 (70339745)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 放射線架橋 / ヒドロゲル / 多糖類誘導体 / 微細加工体 / 細胞接着性 / 生体適合性 / 植物由来 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多糖類誘導体の水溶液やナノファイバー分散水溶液の試料濃度、金属塩の種類・添加濃度や照射温度などの調製条件を変化させ、高分子鎖の水和状態を制御した放射線誘起反応による高分子ゲル化挙動についてゲル分率や膨潤性などの物性により評価する。また、水和状態を把握できた試料中でのOHラジカルとの反応で誘起された高分子ラジカルの同定、減衰挙動を確認するとともに、得られたゲルの水和状態を熱分析や分光法等で評価し、ゲル材料の水和状態、構造と物性の関係を明らかにする。
本年度は、セルロースやキチン・キトサン、カルボキシメチルセルロース(CMC)などの多糖類を原料として調製されたナノファイバー分散水溶液を用いて、水和状態の部類として束縛水、中間水、自由水の量をDSC測定により評価し、温度制御しながらγ線を照射した。水との親和性が高い状態になっているナノファイバー分散液にγ線照射し、動的粘弾性測定した結果、照射により分子鎖の分子運動性が抑制されていることから、架橋の導入を確認した。
一方、魚由来のゼラチンについて濃度や分子量を変化させてγ線や電子線を照射した結果、ゲル化するkとを確認するとともに、濃度や線量の増加によりゲル強度が増加し、100Pa前後の強度に制御できることから細胞培養用基材への応用の見通しを得た。さらに前年度開発したPBW微細加工法を用いて、細胞接着性の異なる多糖類ゲル（ヒドロキシプロピルセルロースゲルやCMCゲル）を作製することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
液体ESR測定については、ＵＶ光とレーザー装置の故障により実施することが難しかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
DSC測定で確認した水和状態の異なった試料を作製する条件を選択し、放射線照射により水の分解生成物であるOHラジカルとの反応で生じる高分子マクロラジカルについてESR測定にて評価する。γ線や電子線照射を模擬した過酸化水素を添加した水溶液にUV光またはレーザー光を照射してOHラジカルを発生させる光学系を組んだESR測定装置を用いて、生成OHラジカルと反応して誘起した高分子マクロラジカル同定並びにラジカル減衰挙動を評価し、初期のゲル化挙動について検討する。γ線照射した水和状態挙動や動的粘弾性測定により高分子鎖の分子運動性の変化について評価し、水和状態とゲル化挙動の関連性を明らかにする。また、得られたゲル材料のナノ空間構造解析として陽電子消滅寿命法、X線散乱法や赤外・ラマン分光法測定を行うことで得られた照射前後におけるゲルの自由体積空孔半径変化、高分子のコンフォメーションやゲル中の水の構造についての総合的な解析を行う。
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| Causes of Carryover |
（理由）
ESR装置で使用するUV光並びにレーザー光発生装置の不具合により測定できなかったため、液体用ESR石英製試験管の購入をしなかった。
（使用計画）
多糖類やタンパク質の溶液は非常に粘ちょうで洗浄が困難であるため、液体用ESR石英管の購入を増やす。また、データ整理と陽電子データの解析に使用するPCを購入する予定である。
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