2022 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of fluorescence fluctuation of thermoresponsive fluorescent polymer and its application to analysis of motion of biopolymers
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20K05548
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
上原 伸夫 宇都宮大学, 工学部, 教授 (50203469)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲川 有徳 宇都宮大学, 工学部, 助教 (30828489)
伊藤 智志 宇都宮大学, 工学部, 准教授 (60361359)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ゆらぎ / 熱応答性 / 蛍光性ポリマー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々が見出した熱応答型蛍光性ポリマーの蛍光ゆらぎ現象について，1）ゆらぎの解析方法の確立，2）モノマー構造とゆらぎの発現との相関，3）溶液条件がゆらぎの特性に与える影響，および4）バイオポリマーの動き解析への応用，の観点から検討した。
1）ゆらぎの解析方法の確立：蛍光相関分光法で用いられている蛍光ゆらぎの解析方法を参考に，ゆらぎの振幅については相対標準偏差で，ゆらぎの早さについては，緩和周波数で評価できた。これにより，ゆらぎに関与する各種条件がゆらぎに及ぼす影響について定量的に解釈できた。
2）モノマー構造とゆらぎの発現との相関：発蛍光型熱応答性高分子の構造とゆらぎの発現との関連に関して，以下の3点が明らかになった。A）高分子の熱応答性は必須ではない。B）主鎖となるビニルモノマーのうち，エステル部位あるいはカルボキシ基を有するビニルモノマーから合成した水溶性ポリマーはゆらぎを発現せず，アミド部位を持つ水溶性ポリマーで顕著なゆらぎが発現した。C）発蛍光型ポリアクリルアミドを用いて，溶液条件がゆらぎに及ぼす影響について検討した。その結果，有機溶媒分率および液温がゆらぎの大きな影響を及ぼした。
3）蛍光団に関する検討について：母骨格である1-フェニルナフチルアミンはゆらぎを示さない。アルコキシ基を導入はゆらぎの発現に必須である。蛍光団の親水性と疎水性のバランスがゆらぎの発現に重要な役割を果たす。蛍光強度と蛍光スペクトルとの関連から，蛍光団の会合がゆらぎの発現に重要な役割を果たす。
4）バイオポリマーの動き解析への応用：バイオポリマーを模倣した模擬高分子として，様々な分子量のポリエチレングリコール（PEG）を用いて，蛍光ゆらぎを示す水溶性高分子との相互作用が蛍光ゆらぎに及ぼす影響について検討し，高分子量のPEGがゆらぎを抑制することを見出した。
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