コントラスト変調中性子小角散乱を基軸としたバイオミネラリゼーションの分子論的研究

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20750172
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 遠藤 仁 The University of Tokyo, 物性研究所, 助教 (40447313)
• Keywords: バイオミネラリゼーション / 中性子散乱 / コントラスト変調法 / 小角散乱 / 無機有機ハイブリッド / 高分子

Research Abstract

生物は、炭酸カルシウムやリン酸カルシウムなどの無機物をタンパク質や脂質などの有機物で修飾することで、骨や甲殻等、優れた物性を持つ有機-無機ハイブリッド材料として高度に活用している。この様に生物が生体の内外に無機鉱物結晶を作る作用を「バイオミネラリゼーション」といい、生成される無機鉱物に富んだ組織を「バイオミネラル」と呼ぶ。バイオミネラリゼーションの現代科学的研究は、日本に於ける真珠の研究に端を発し、最近では「歯や骨などの再生医療」・「無機有機ハイブリッドなどの材料工学」の見地からも国際的に注目されるようになってきている。バイオミネラルの形成メカニズムは、大部分を占める無機物が微量の有機物によって制御されていると考えられているが、その詳細は未だ明らかになっていない。本研究においては、中性子散乱法を駆使する事でバイオミネラルの微細構造解析を行い、コロイド科学や界面科学などの物理化学的手法でバイオミネラリゼーションの研究を行い、「有機-無機相互作用」という観点から分子論的にバイオミネラリゼーションを明らかにする事を目的とする。本年度は、合成高分子であるポリアクリル酸存在化での炭酸カルシウムのミネラリゼーション過程制御の研究を行い、光散乱法等を用いてナノ粒子が安定に存在することの確認及びその条件の決定を行った。これらの知見は、最終年度に行う予定のコントラスト変調中性子散乱実験の為に必要不可欠なものである。

Research Products

• [Journal Article] Static Partial Scattering Functions for Linear and Ring Random Copolymers (2010)
  • Author(s): Endo. H, Shibayama, M.
  • Journal Title: Polymer Journal 42 Pages: 157-160
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Non-uniformity in Cross-linked Natural Rubber as Revealed by Contrast-variation Small-angle Neutron Scattering (2010)
  • Author(s): Suzuki, T, Osaka, N, Endo, H, Shi bayama, M, Ikeda, Y, Asai, H, Higashitani, N, Kokubo, Y, Kohjiya, S.
  • Journal Title: Macromolecules 43 Pages: 1556-1563
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Studies on Deformation Mechanism of Nanocomposite Gels by Contrast Variation Small-Angle Neutron Scattering (2009)
  • Author(s): Nishida, T, Endo, H, Osaka, N, Li, H-J, Haraguchi, K, Shibayama, M.
  • Journal Title: Phys.Rev.E 80 Pages: 030801-1-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Microphase Separation in Nanocomposite Gels (2009)
  • Author(s): Osaka, N, Endo, H, Nishida, T, TSuzuki, T, Li, H-J, Haraguchi, K, Shibayama, M.
  • Journal Title: Phys.Rev.E 79 Pages: 060801-1-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mechanically Interlocked Structure of Polyrotaxane Investigated by Contrast Variation Small Angle Neutron Scattering (2009)
  • Author(s): Mayumi, K, Endo, H, Nagao, M, Osaka, N, Yokoyama, H, Shibayama, M, Ito, K.
  • Journal Title: Macromolecules 42 Pages: 6327-6329
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamics and Microstructure Analysis of N-isopropylacrylamide/Silica Hybrid Gel (2009)
  • Author(s): Suzuki, T, Endo, H, Osaka, N, Shibayama, M.
  • Journal Title: Langmuir 25 Pages: 8824-8832
  • Peer Reviewed
• [Presentation] コントラスト変調中性子散乱法を用いたポリロタキサンの動的静的構造解析 (2009)
  • Author(s): 遠藤仁・眞弓皓一・伊藤耕三・柴山充弘
  • Organizer: 日本中性子科学会第9回年会
  • Place of Presentation: 茨城県東海村
  • Year and Date: 2009-12-10
• [Presentation] Structure and Dynamics of Polyrotaxane Studied by Contrast Variation Neutron Scatterin (2009)
  • Author(s): 遠藤仁
  • Organizer: Jiilich Soft Matter Days
  • Place of Presentation: ドイツ・ボン
  • Year and Date: 2009-11-11
• [Presentation] コントラスト変調中性子散乱法を用いたポリロタキサンの溶液中での動的静的構造解析 (2009)
  • Author(s): 遠藤仁・眞弓皓一・伊藤耕三・柴山充弘・長尾道弘・Michael Monkenbusch・Dieter Richter
  • Organizer: 第58回高分子討論会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2009-09-18