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2011 Fiscal Year Annual Research Report

有機分子-無機分子融合超分子ヒドロゲルの創製

Publicly

Project AreaFusion Materials: Creative Development of Materials and Exploration of Their Function through Molecular Control
Project/Area Number 23107514
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

山中 正道  静岡大学, 理学部, 准教授 (10377715)

Keywords超分子 / 自己集合 / ゲル / 疎水性相互作 / 水素結合 / ウレア / ファイバー / 動的共有結合
Research Abstract

複数の成分が共同的に機能することにより形成する超分子ヒドロゲルの開発を行っている。本年度は、ウレイド基を有する三回対称型両親媒性分子のイオン性界面活性剤により誘導される超分子ヒドロゲルの形成について研究を実施した。糖とジエチレングリコールを親水基として有する両親媒性トリスウレアは、水中においては強い疎水性相互作用の効果により沈殿を生じる。ここに、ドデシル硫酸ナトリウムなどのアニオン性界面活性剤を添加したとき、超分子ヒドロゲルを形成することを見出した。種々の界面活性剤を用いたゲル化実験の結果より、イオン性界面活性剤が両親媒性トリスウレアのゲル化を誘導することを明らかとした。さらに、走査型電子顕微鏡を用いた集合体の観察や赤外吸収スペクトルの解析などのより、イオン性界面活性剤が両親媒性トリスウレアの自己集合により形成した超分子ポリマーのバンドル化を制御することで超分子ヒドロゲルを形成しているという機構を明らかとした。さらに、ドデシル硫酸ナトリウムを含む緩衝液と両親媒性トリスウレアから形成する超分子ヒドロゲルを用いた、タンパク質試料の電気泳動法の開発を行い、タンパク質試料の分離を実現した。本超分子ヒドロゲル電気泳動では、低分子量のタンパク質の移動距離が短くなるという、これまでのポリアクリルアミドゲルを用いた電気泳動では見られない特異な分離パターンが見出された。また、タンパク質を含むゲル試料を遠視分離するという極めて簡便な操作により、ゲルからタンパク質試料を回収できることも明らかとした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究は順調に進展しており、本年度は世界初の超分子ヒドロゲルによるタンパク質試料の電気泳動法の開発を達成した。既存の高分子ゲルを用いた電気泳動と比較したとき、実用性の面では改善すべき点は多々あるものの、新規性の高い研究を達成できたことは意義のあることであると自己評価している。

Strategy for Future Research Activity

超分子ヒドロゲルを用いた電気泳動法においては、高分子ゲルを用いた電気泳動と比較してゲル担体の価格、及び分離能において問題点を有する。そこで、今後はより合成が容易な分子を用いた超分子ヒドロゲルを用い、かつ超分子ヒドロゲル特有の分離パターンと高い分離能を持った電気泳動法の開発へと研究を展開する。また、超分子ヒドロゲルを用いた細胞貯蔵など、応用面を意識した新規な材料開発を継続して実施する。

Research Products

(13 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article Presentation Remarks

  • [Journal Article] Separation of proteins using supramolecular gel electrophoresis2011

    • Author(s)
      Masamichi Yamanaka, 他6名
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 47 Pages: 10344-10346

    • DOI
      10.1039/C1CC13826J
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 精密分子設計にもとづく機能性超分子ゲルの開発2011

    • Author(s)
      山中正道
    • Journal Title

      未来材料

      Volume: 11 Pages: 16-21

  • [Presentation] 動的共有結合により誘導される超分子ヒドロゲルの形成2012

    • Author(s)
      天勝まを・原矢奈々・山中正道
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-03-27
  • [Presentation] pHに応答する超分子ヒドロゲルの開発2012

    • Author(s)
      箭内一繁・宗信佳那子・原矢奈々・山中正道
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-03-27
  • [Presentation] 多様な水系溶媒をゲル化する低分子ヒドロゲル化剤の開発2012

    • Author(s)
      東大輔・山中正道
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-03-25
  • [Presentation] 界面活性剤の添加によるトリスウレア化合物のゲル化2012

    • Author(s)
      神野有貴・山中正道
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-03-25
  • [Presentation] 超分子ヒドロゲルを用いた未変性タンパク質の電気泳動2012

    • Author(s)
      宗信佳那子・神野有貫・大吉崇文・山中正道
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-03-25
  • [Presentation] pH応答性を有する超分子ヒドロゲルの開発2011

    • Author(s)
      山中正道・原矢奈々
    • Organizer
      第60回高分子討論会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山県)
    • Year and Date
      2011-09-28
  • [Presentation] ドデシル硫酸ナトリウムの添加による両親媒性トリスウレア化合物のゲル化2011

    • Author(s)
      神野有貴・山中正道
    • Organizer
      第22回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県)
    • Year and Date
      2011-09-22
  • [Presentation] 両親媒性トリスウレア化合物の自己集合による超分子ヒドロゲルの構築2011

    • Author(s)
      山中正道・原矢奈々
    • Organizer
      第22回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県)
    • Year and Date
      2011-09-21
  • [Presentation] ウレイド化合物を用いた機能性超分子ゲルの開発2011

    • Author(s)
      山中正道
    • Organizer
      第5回超分子若手懇談会
    • Place of Presentation
      ホテル園山荘(長野県)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-07-07
  • [Presentation] 両親媒性トリスウレア誘導体のヒドロゲル化能2011

    • Author(s)
      東大輔・原矢奈々・山中正道
    • Organizer
      第7回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      広島大学(広島県)
    • Year and Date
      2011-05-28
  • [Remarks]

    • URL
      http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~smyaman/welcome.html

URL: 

Published: 2013-06-26  

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