2013 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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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
門川 淳一 鹿児島大学, 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, 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ホ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、前年度に引き続き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、評価を行った。つる巻き重合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。さらに、力学的性質に対する超分子架橋の効果も確認された。一方、つる巻き重合のプライマーをゲスト高分子（ポリ乳酸）に修飾したプライマー‐ゲストコンジュゲートを用いたつる巻き重合により超分子ポリマーを構築することができた。種々の測定結果から効率的な包接による超分子ポリマーの生成が確認された。
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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、超分子バイオベースフィルムを調製と評価を行った。さらにグラフト共重合体のみならずプライマー‐ゲストコンジュゲートを用いる系により超分子ポリマー構築にまで発展させることができた。このことから、おおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り、本手法をペプチド、タンパク質構造のゲスト高分子を用いる系に発展させることで、多糖‐ペプチド（タンパク質）ハイブリッド超分子の構築を目指す。特に重合のプライマーがゲスト高分子に共有結合でつながったブロック共重合体（プライマー－ゲストコンジュゲート）を設計・合成し、これを用いたつる巻き重合を行うことでホストとゲストが互いにブロック的に包接した超分子ポリマーの構築を目指す。これらから超分子ゲルやフィルム状への加工を行い、材料としての特性評価を検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
ゲスト高分子の合成が非常に順調に進んだため、有機試薬や有機溶剤等の消耗品の使用を当初予定より削減することができ、次年度に繰り越した。
次年度は、上記金額も合わせて使用し、より多種類のゲスト高分子を早急に合成し、つる巻き重合に用いることで、すみやかに成果を挙げる予定である。
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