2020 Fiscal Year Annual Research Report
Design of Environmentally Benign Nanohybrids through Precise Control of Intermolecular Interaction
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17H01221
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
高原 淳 九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (20163305)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高田 晃彦 九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (20254427)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | イモゴライト / オリゴペプチド / キトサン / ピリドキサール-5'-リン酸 / ハイブリッド / 力学特性 / ハイドロゲル / 界面相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イモゴライトは、火山近辺の土壌において風化の過程でよくみられるアルミノケイ酸塩からなる粘土鉱物の一種であり、ナノチューブ構造（外径2.2-2.8 nm、内径1nm、長さ数百nm-数μm）を形成する。このような特異な構造と、天然起源の環境負荷の少ない化学組成であることから有機無機ハイブリット材料を構成するナノマテリアルとして期待されている。以下に令和2年度の主な成果を示す。
1）β-シートを形成しやすいフェニルアラニンを含むアニオン性のオリゴペプチドであるFEFEとリン酸化セリン (pS) を介してイモゴライト表面に固定化することにより、0.27 mg/mLという低い濃度でもハイドロゲルを形成することが明らかになった。調製したゲルのSFM観察およびCDスペクトルからイモゴライトをファイバーとする網目状構造が観測され、並行β-シート構造を持つオリゴペプチドがイモゴライト上に集積化されていることが示唆された。。
2）（イモゴライト/キトサン）ハイブリッドフィルムを界面修飾剤としてピリドキサール-5'-リン酸（PLP）を使用して調製した。 熱重量分析と分光測定により、PLPのリン酸基がイモゴライトの表面に吸着していることが明らかになった。 さらに、レオロジー測定により、PLP修飾イモゴライト（PLP-イモゴライト）は溶液中のキトサンと強い相互作用を示すことが明らかになった。 さらに、ハイブリッドフィルムのUV吸収および蛍光スペクトルは、PLPとキトサンがシッフ塩基結合を形成することを示した。 このため、ハイブリッドフィルムは、キトサンフィルムと比較して、力学的特性の大幅な改善を示しました。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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