2021 Fiscal Year Annual Research Report
Design of Smart Aquatic Functional Materials with Dynamic Molecular Binding Ability by Depression of Entropy
Publicly Offered Research
| Project Area | Aquatic Functional Materials: Creation of New Materials Science for Environment-Friendly and Active Functions |
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| Project/Area Number |
20H05236
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
宮田 隆志 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (50239414)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ハイドロゲル / エントロピー / 刺激応答性 / 分子インプリント / 分子認識 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，エントロピー抑制により，外部刺激に応答して分子結合能を制御できるスマート水圏機能材料の設計を目指している。本年度の研究実績を以下にまとめる。
(i) エントロピー制御によるスマート水圏機能材料の設計：前年度に引き続き，リガンドとしてシクロデキストリン（CD）を用いた分子インプリント法により，主鎖として温度応答性のポリ（N-イソプロピルアクリルアミド）(PNIPAAm)やpH応答性のポリペプチド鎖（ポリ-L-リシン(PLL))からなる分子インプリントゲルを調製した。
(ii) スマート水圏機能材料の動的分子結合能の検討：温度に応答した分子インプリントPNIPAAmゲルやpHに応答した分子インプリントPLLゲルの膨潤率変化を測定し，各刺激による高分子鎖のコンフォメーション変化を評価した。その結果，分子インプリントPNIPAAmゲルは，温度上昇に伴って膨潤状態から収縮状態へと変化することが明らかとなった。また分子インプリントPLLゲルは，pHの増加に伴ってランダムコイル状態からα-ヘリックス状態へと変化することが示された。さらに，様々な温度で分子インプリントPNIPAAmゲルや様々なpHで分子インプリントPLLゲルへのモデル薬物の吸着量を測定し，温度やpHによるネットワークのコンフォメーション変化によりモデル薬物の吸着・脱着を制御できることがわかった。
(iii)スマート水圏機能材料の動的分子結合能を利用した薬物放出制御：分子インプリントPNIPAAmゲルや分子インプリントPLLゲルにモデル薬物を結合させ，薬物を内包させた分子インプリントゲルを調製した。さらに，温度やpHに応答したコンフォメーション変化により分子インプリントゲルからのモデル薬物の放出挙動を調べ，結合支配型ドラッグデリバリーシステムとしての可能性を明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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