2021 Fiscal Year Research-status Report
ジアセチレン脂肪酸を原料とするディスク状分子集合体の構造制御と機能性膜材料の調製
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20K15129
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
田口 翔悟 兵庫県立大学, 工学研究科, 助教 (40844270)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | バイセル / ジアセチレン / 脂肪酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脂肪酸は溶媒環境によって二分子膜構造を構築することが知られており、機能性膜材料としての応用が期待されているが、その集合構造は不安定であり、構造制御のための基盤技術は確立されていない。一方で、ディスク状の二分子膜集合体「バイセル」は水中での分子の配向と濃縮に適した集合体であるため、バイオミメティクスを利用した機能性膜材料の前駆体として最近注目されている。本研究では色調変化を利用した次世代型センシング材としての用途が期待されているジアセチレン骨格を持った脂肪酸(diacetylene, DA)分子の集合形態制御に挑戦し、DAバイセルを用いた新規な機能性膜材料の調製を目指す。そのため本研究は、①DA分子の分散・集合挙動の観察、②DAバイセルの調製、③Poly-DA (PDA)フィルムの調製、の順に実施し、上記目的を達成するための基礎的知見を集積しており、DA分子として10,12-tricosadiynoic acidから成る集合体を用い、水中でのDA二分子膜集合体の構築条件を検討している。
蛍光プローブ分子を用いた分子集合体の分光学的な特性解析手法が拡充された（パッキング密度および膜流動性）。また、それらの手法を用いたモデル分子集合体の組成および濃度が分子集合形態に及ぼす影響を明らかにした。
そして、前年中の課題であったDA分子集合体の形態安定性について、リン脂質の混合によって改善が見込まれた。DA分子とリン脂質分子の混合比率に対する分子集合体の特性解析を実施し、将来的なPDAフィルム材料の作製に向けて必要な調製条件の選定が進んでいる。
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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
得られた分子集合体の集合状態を評価する手法として、不飽和脂肪酸をモデル分子として、蛍光プローブLaurdanを用いたパッキング密度解析法を確立し、本成果は学術誌に掲載された(化学工学論文集, 47(2), 51-56, 2021)。また、異なる蛍光プローブ分子を用いた偏光特性に基づく、膜流動性評価手法を確立し、本成果は学術誌に掲載された(J. Oleo Sci., 71(3), 353–362, 2022)。さらに、分子集合構造を制御する界面活性剤の種類に着目し、異なる種類の界面活性剤が不飽和脂肪酸から成る分子集合体の形態に及ぼす影響を上述の評価手法および動的光散乱法および透過型電子顕微鏡によって評価し、この結果は学術誌に掲載された(J. Nanosci. Nanotechnol. 21(12), 5993–5999, 2021; Crystals, 11(9), 1023 (8pages), 2021)。
前年までの検討から、DA分子集合体の形態安定性に課題があることが判明したため、リン脂質を含んだバイセルの構築を試み、上記の検討で選出した界面活性剤との相互作用を検討したところ、コール酸と類似した構造を持つCHAPSO分子が分子集合構造の安定化に有効である可能性が得られた。また、バイセルを用いたPDAフィルム作製のためにバイセルを用いた支持膜(SLB)の作製方法およびその物性評価について、学術誌“化学工学論文集”に投稿中である。さらに、今・来年度のPDAフィルム作製およびPDAフィルム物性解析を見越し、顕微ラマン分光測定法による物性解析の確立を試みている。
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| Strategy for Future Research Activity |
DA分子の分散・集合挙動を観察し、リン脂質等のサポート分子の導入による形態安定性の向上を目的に、DA分子とリン脂質分子の比率および総濃度に対する特性解析を引き続き実施する。また、バイセルを用いたSLB作製法を参考にPDAフィルムを作製する。さらに、顕微ラマン分光測定法によるPDAフィルムの物性解析を実施する。
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Research Products
(10 results)
