2012 Fiscal Year Annual Research Report
つる巻き重合法を駆使した高機能アミロースからの超分子バイオベース材料の構築
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24350062
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
門川 淳一 鹿児島大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (30241722)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山元 和哉 鹿児島大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (40347084)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | バイオベース材料 / 酵素反応 / 超分子 / アミロース / フィルム |
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| Research Abstract |
本研究では、研究代表者が開拓してきたボスホリラーゼ酵素触媒重合場においてアミロース-高分子包接錯体を合成する手法("つる巻き重合")を利用して、超分子構造を基盤とする新規バイオベース材料の構築を行う。つる巻き重合におけるゲスト高分子の疎水性は、ゲスト高分子がアミロースに包接されるための重要な因子である。そこで、疎水性グラフト鎖を有する共重合体を用いることでアミロースと疎水性グラフト鎖からなる包接錯体の形成により架橋点が得られると考えられる。しかし、ヒドロゲルの成分として働くためには、グラフト共重合体自体は水溶性である必要があり、親水性の主鎖を有する必要がある。そこで本年度は、アミロースに包接可能な生分解性疎水性ポリエステルをグラフト鎖に、親水性多糖のカルボキシメチルセルロース(CMC)を主鎖とする生分解性グラフト共重合体を設計し、これをゲストに用いてつる巻き重合を行うことで包接錯体を架橋点とする全成分が生分解性の超分子バイオベース材料を創製した。具体的には、緩衝液中に合成したグラフト共重合体を溶解し、そこにアミロースを生成するためのモノマーであるG-1-Pとプライマーであるマルトオリゴ糖を加え、さらにホスホリラーゼを加えて加熱することでつる巻き重合を行った。反応の進行に伴い反応系のゲル化が確認できた。さらに、生成物からフィルム成形が可能であった。このフィルムの引っ張り試験により力学的特性を評価したところ、非常に良好な性質を示した。以上のことから、高強度な超分子バイオベースフィルムを得ることができた。
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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
当初の計画に従って、生分解性ポリエステルをグラフトしたカルボキシメチルセルロースを用いてつる巻き重合を行うことで、フィルム形成可能なヒドロゲルを得ることができた。さらに、このゲルから新規な超分子バイオベースフィルムを調製も達成しており、次年度に向けて、おおむね順調に成果が出ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
グラフト共重合体のみならず、酵素反応側の基質も多糖に固定化することでより強固な超分子ネットワーク構造の構築をめざし、ゲル、フィルム以外の形状(エラストマーなど)を有する超分子材料の構築を試みる。
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