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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Functional Crystalline Assemblies of Cello-Oligosaccharides on Versatile Polymeric Materials

Research Project

Project/Area Number 21H01996
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

芹澤 武  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (30284904)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 澤田 敏樹  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (20581078)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsセルロース / 酵素合成 / 自己集合 / 汎用性高分子材料 / 結晶性集合体
Outline of Annual Research Achievements

「セロオリゴ糖集合体を複合化した高分子材料の機能評価」を実施した。前年度までに確立した手法を用いて、濾紙、不織布、ガーゼなどの様々な多孔質高分子材料に様々なセロオリゴ糖集合体を複合化した。それらに対して、静電相互作用、疎水性効果、あるいは共有結合などを介して低分子化合物やタンパク質などを固定化し、得られた材料の機能を評価した。例えば、クリック反応性セロオリゴ糖集合体を複合化した濾紙や不織布では、低分子抗原のモデルであるビオチンを共有結合により安定に固定化でき、引き続く酵素免疫測定法により、抗ビオチン抗体を高いシグナル・ノイズ比で高感度に検出できた。また、アルキル化セロオリゴ糖集合体を複合化した濾紙では、ラッカーゼなどの酵素を物理吸着により簡便に固定化できた。その際、酵素の濃度やセロオリゴ糖集合体の複合化量によって酵素の固定化量が制御できた。固定化した酵素は変性することなく、その活性を維持していた。さらに、アルキル化セロオリゴ糖集合体ならびにアミノ化セロオリゴ糖集合体を複合化したガーゼでは、得られた複合材料が大腸菌などの微生物の吸着除去材として利用できた。このように、様々なセロオリゴ糖からなる結晶性集合体を複合化した多孔質高分子材料がバイオ・医療分野における機能性材料として有用であることを明らかにし、汎用性高分子材料に対する結晶性セロオリゴ糖集合体の複合化と機能発現に関する一般性のある基礎知見を得た。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (41 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (32 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ハイデルベルグ大学(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      ハイデルベルグ大学
  • [Journal Article] Distinguishing anti-PEG antibodies by specificity for the PEG terminus using nanoarchitectonics-based antibiofouling cello-oligosaccharide platforms2024

    • Author(s)
      Sugiura Kai、Sawada Toshiki、Hata Yuuki、Tanaka Hiroshi、Serizawa Takeshi
    • Journal Title

      Journal of Materials Chemistry B

      Volume: 12 Pages: 650~657

    • DOI

      10.1039/D3TB01723K

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Surface-mediated self-assembly of click-reactive cello-oligosaccharides for fabricating functional nonwoven fabrics2024

    • Author(s)
      Mizuuchi Yudai、Hata Yuuki、Sawada Toshiki、Serizawa Takeshi
    • Journal Title

      Science and Technology of Advanced Materials

      Volume: 25 Pages: 2311052

    • DOI

      10.1080/14686996.2024.2311052

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Interfacial jamming of surface-alkylated synthetic nanocelluloses for structuring liquids2024

    • Author(s)
      Kamada Hirotaka、Hata Yuuki、Sugiura Kai、Sawada Toshiki、Serizawa Takeshi
    • Journal Title

      Carbohydrate Polymers

      Volume: 331 Pages: 121896~121896

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2024.121896

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthetic Nanocelluloses Fluorescently Responsible to Enzymatic Degradation2023

    • Author(s)
      Shirokawa Koichi、Tanaka Shoki、Kawamura Izuru、Sawada Toshiki、Serizawa Takeshi
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 39 Pages: 8494~8502

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.3c00770

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Antibacterial Synthetic Nanocelluloses Synergizing with a Metal-Chelating Agent2023

    • Author(s)
      Serizawa Takeshi、Yamaguchi Saeko、Sugiura Kai、Marten Ramona、Yamamoto Akihisa、Hata Yuuki、Sawada Toshiki、Tanaka Hiroshi、Tanaka Motomu
    • Journal Title

      ACS Applied Bio Materials

      Volume: 7 Pages: 246~255

    • DOI

      10.1021/acsabm.3c00846

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] セルロースオリゴマーと水溶性多糖の共集合化による植物-動物キメラ型細胞外マトリックス様構造体の形成2024

    • Author(s)
      井田貴子, 秦裕樹, 澤田敏樹, 芹澤武
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
  • [Presentation] セロオリゴ糖の中和誘起自己集合化の変調とゲル力学物性の向上2024

    • Author(s)
      田代真優, 秦裕樹, 澤田敏樹, 川村出, 芹澤武
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
  • [Presentation] ナノシート状セルロース集合体からなる高熱伝導性フィルムの構築2024

    • Author(s)
      丸山寛斗,秦裕樹,澤田敏樹,原光生,芹澤武
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
  • [Presentation] 植物細胞壁の生合成に着想を得たセルロース系複合ハイドロゲルの酵素合成2023

    • Author(s)
      桜井勇太, 澤田敏樹, 芹澤武
    • Organizer
      第72回高分子年次大会
  • [Presentation] Single Process Production of Hybrid Materials Composed of Surface-Carboxylated Cellulose Oligomer Assemblies and Hydroxyapatite2023

    • Author(s)
      Kai Sugiura, Masashi Saito, Toshiki Sawada, Hiroshi Tanaka, Takeshi Serizawa
    • Organizer
      第72回高分子年次大会
  • [Presentation] 液-液界面における二次元状セルロース集合体のジャミング特性2023

    • Author(s)
      鎌田洋貴, 澤田敏樹, 芹澤武
    • Organizer
      第72回高分子年次大会
  • [Presentation] ヒアルロン酸とセルロースオリゴマー集合体からなる複合ハイドロゲルの構築2023

    • Author(s)
      井田貴子, 桜井勇太, 澤田敏樹, 芹澤武
    • Organizer
      第72回高分子年次大会
  • [Presentation] ナノシート状セルロース集合体からなるフィルムの熱伝導性評価2023

    • Author(s)
      丸山寛斗, 澤田敏樹, 芹澤武
    • Organizer
      第72回高分子年次大会
  • [Presentation] 自己集合化による構築するセルロースオリゴマーハイドロゲルの集合構造ならびに力学物性の制御2023

    • Author(s)
      田代真優, 澤田敏樹, 芹澤武
    • Organizer
      第72回高分子年次大会
  • [Presentation] ナノスパイク構造を表面にもつマイクロ繊維からなるセルロース材料の創製と医用応用2023

    • Author(s)
      秦裕樹, 宮崎裕美, 芹澤武, 中村伸吾
    • Organizer
      第72回高分子年次大会
  • [Presentation] Preparation of Cellulose-Based Composite Hydrogels Inspired by Biosynthesis of Plant Cell Wall2023

    • Author(s)
      Yuta Sakurai, Toshiki Sawada, Takeshi Serizawa
    • Organizer
      13th SPSJ International Polymer Conference (IPC2023)
  • [Presentation] Molecularly Designale 2D Cellulose Assembblies as Biosensing Platforms2023

    • Author(s)
      Kai Sugiura, Misaki Hanamura, Toshiki Sawada, Hiroshi Tanaka, Takeshi Serizawa
    • Organizer
      13th SPSJ International Polymer Conference (IPC2023)
  • [Presentation] Jamming of Surface-Alkylated 2D Cellulose Assemblies at the Liquid-Liquid Interface2023

    • Author(s)
      Hirotaka Kamada, Toshiki Sawada, Takeshi Serizawa
    • Organizer
      13th SPSJ International Polymer Conference (IPC2023)
  • [Presentation] ヒアルロン酸とセルロース間の相互作用に基づく複合ハイドロゲル構築2023

    • Author(s)
      井田貴子, 澤田敏樹, 芹澤武
    • Organizer
      第52回医用高分子シンポジウム
  • [Presentation] セロオリゴ糖の自己集合化によるナノスパイク表面の構築と細菌付着特性2023

    • Author(s)
      秦裕樹, 宮﨑裕美, 中村伸吾, 芹澤武
    • Organizer
      第33回バイオ・高分子シンポジウム
  • [Presentation] アルキル基を表面にもつシート状合成ナノセルロースの界面集合2023

    • Author(s)
      鎌田洋貴, 秦裕樹, 澤田敏樹, 芹澤武
    • Organizer
      第74回コロイドおよび界面化学討論会
  • [Presentation] 細菌を吸着するナノスパイク表面をもつセルロースガーゼの創製2023

    • Author(s)
      秦裕樹, 宮﨑裕美, 中村伸吾, 芹澤武
    • Organizer
      第72回高分子討論会
  • [Presentation] 植物細胞壁に着想を得たセルロースオリゴマー-多糖ネットワーク構造の構築2023

    • Author(s)
      桜井勇太, 秦 裕樹, 澤田敏樹, 芹澤武
    • Organizer
      第72回高分子討論会
  • [Presentation] セルロースオリゴマーと水溶性多糖の共集合化による植物-動物キメラ型細胞外マトリックス様構造体の構築2023

    • Author(s)
      井田貴子, 秦裕樹, 澤田敏樹, 芹澤武
    • Organizer
      第72回高分子討論会
  • [Presentation] ナノシート状セルロース集合体からなるフィルムの構築と熱伝導性評価2023

    • Author(s)
      丸山寛斗, 秦裕樹, 澤田敏樹, 原光生, 芹澤武
    • Organizer
      第72回高分子討論会
  • [Presentation] 結晶性セルロース集合体へのタンパク質吸着現象の分子動力学シミュレーション2023

    • Author(s)
      石橋広一朗, 石井佐和, 露木弘美, 芹澤武, 渡辺豪
    • Organizer
      第72回高分子討論会
  • [Presentation] セルロースオリゴマー集合体へのリガンド導入とそれを利用した抗体検出2023

    • Author(s)
      末廣芙弥, 秦裕樹, 澤田敏樹, 芹澤武
    • Organizer
      第13回CSJ化学フェスタ2023
  • [Presentation] セルロースオリゴマーの中和誘起自己集合化を利用した機能性不織布の簡易構築2023

    • Author(s)
      水内裕大, 秦裕樹, 澤田敏樹, 芹澤武
    • Organizer
      第13回CSJ化学フェスタ2023
  • [Presentation] 自己集合化により形成するセルロースオリゴマーゲルの集合構造ならびに力学物性の制御2023

    • Author(s)
      田代真優, 秦裕樹, 澤田敏樹, 芹澤武
    • Organizer
      第13回CSJ化学フェスタ2023
  • [Presentation] 結晶性セルロース集合体に対するタンパク質吸着現象のミクロダイナミクス解明2023

    • Author(s)
      石橋広一朗, 石井佐和, 露木弘美, 芹澤武, 渡辺豪
    • Organizer
      第13回CSJ化学フェスタ2023
  • [Presentation] 分子動力学計算による結晶性セルロース集合体の生体分子吸着特性の解析2023

    • Author(s)
      石橋広一朗, 石井佐和, 露木弘美, 芹澤武, 渡辺豪
    • Organizer
      第37回分子シミュレーション討論会
  • [Presentation] セロオリゴ糖の自己集合化によるナノスパイク表面の構築と細菌付着挙動2023

    • Author(s)
      岡本紗椰香, 秦裕樹, 宮﨑裕美, 中村伸吾, 芹澤武
    • Organizer
      GlycoTOKYO 2023
  • [Presentation] Construction of Plant Cell Wall-Inspired Hybrid Polysaccharide Networks via Enzyme-Catalyzed Synthesis of Cellulose Oligomers2023

    • Author(s)
      Yuta Sakurai, Yuuki Hata, Toshiki Sawada, Takeshi Serizawa
    • Organizer
      MRM2023/IUMRS-ICA2023
  • [Presentation] Interfacial Properties of Two-Dimensional Cellulose Oligomer Assemblies with Surface-Alkyl Groups2023

    • Author(s)
      Hirotaka Kamada, Yuuki Hata, Toshiki Sawada, Takeshi Serizawa
    • Organizer
      MRM2023/IUMRS-ICA2023
  • [Presentation] 片末端修飾セロオリゴ糖の酵素合成と機能創出2023

    • Author(s)
      芹澤 武
    • Organizer
      高分子学会関東支部神奈川地区第8回講演会
    • Invited
  • [Presentation] 合成ナノセルロースのボトムアップ構築と機能創出2023

    • Author(s)
      芹澤 武
    • Organizer
      Summer University in Hokkaido
    • Invited
  • [Presentation] Synthetic Nanocelluloses: Molecularly Designable Cellulose Oligomer Assemblies2023

    • Author(s)
      芹澤 武
    • Organizer
      Taiwan-Japan Bilateral Polymer Symposium 2023
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.serizawa-cap.mac.titech.ac.jp/

  • [Remarks] 東京工業大学リサーチリポジトリ

    • URL

      http://t2r2.star.titech.ac.jp/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 抗PEG抗体結合材料および抗PEG抗体の検出方法2023

    • Inventor(s)
      芹澤 武,澤田敏樹,西浦聖人
    • Industrial Property Rights Holder
      芹澤 武,澤田敏樹,西浦聖人
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2023-138749

URL: 

Published: 2024-12-25  

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