2013 Fiscal Year Research-status Report
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25790087
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
関根 由莉奈 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究員 (00636912)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ナノゲル / 中性子小角散乱法 |
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| Research Abstract |
本研究は、コントラスト変調中性子小角散乱法（CV-SANS）を用いて医療材料としても広く応用展開されているナノサイズのゲル（ナノゲル）材料の構造物性を明らかにすることを目的とする。ナノゲルは、三次元に架橋された高分子網目と多量の水から構成されるナノサイズの微粒子である。多糖であるプルランやマンナンに疎水基を導入した疎水化多糖を水中に分散させると疎水性相互作用により約30 nmの物理架橋ナノゲルを自己組織的に形成する。このナノゲルはタンパク質等の生体高分子を安定に内包することから、体内に薬物や物質を効率良く輸送するキャリアとして広く応用されてきた。ナノゲル内部の三次元編目構造及び架橋点構造はその反応性や機能性に大きく関与すると考えられるが、その内部微細構造はほとんど明らかになっていなかった。
本研究では、水素と重水素を検出し得る中性子散乱法を用いることにより、ナノゲル内部の微細構造の評価を試みた。CV-SANSは、試料中の水素原子を同位体である重水素で部分的に置換することにより散乱コントラストを変化させて多成分系の構造を定量的に評価する手法である。中性子小角散乱実験はJ-PARC（東海村, 日本）の中性子小中角散乱装置（大観）及びオークリッジ国立研究所（Oak Ridge, 米国）のThe General-Purpose Small-Angle Neutron Scattering Diffractometer (GP-SANS) を用いて行った。散乱プロファイルの解析により、会合したコレステロールがナノゲル内部全体に分布して架橋点を形成していることを明らかにした。本研究により確立したナノゲル内部の微細構造の評価手法を用いて、今後は様々な種類のナノゲルについて構造評価を行い、構造と物性の関係を明らかにしていく予定である。
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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
CV-SANSを用いたナノゲルの構造解析手法を確立し、疎水性基としてコレステロールを導入したコレステロール置換プルラン(CHP)ナノゲルの内部の微細構造を明らかにすることに成功した。これらは当初の計画通りであり、研究は順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
J-PARCやオークリッジ国立研究所等の施設を積極的に利用し、中性子ビームを用いたナノゲルに関する研究を推進する。ナノゲルの構造と物性の関係を明らかにするために、これまでに確立したナノゲルの構造解析手法を用いて多糖や疎水性基の種類が異なる様々なナノゲルの構造評価を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
実験の進捗状況により、予定していた試薬及び機器の購入及びオークリッジ国立研究所への出張を翌年度に実施することとしたため、予定していた支出額と差異が生じた。
ゲル試料の調整に用いる重水素試薬及び遠心分離機を購入する。また、中性子散乱実験を行うためオークリッジ国立研究所への出張費等に用いる。
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