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イオン液体を基盤とするフォトン・アップコンバージョン分子システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16F16042
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 高分子化学
研究機関九州大学

研究代表者

君塚 信夫  九州大学, 工学研究院, 教授 (90186304)

研究分担者 PANKAJ  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
PANKAJ  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
PANKAJ  九州大学, 工学研究院, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2016-10-07 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2018年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードバイオマテリアル / 光学物性 / フォトン・アップコンバージョン / 光学特性 / ヒドロゲル
研究実績の概要

本研究は、タンパク質と色素分子との複合化によりフォトン・アップコンバージョンを示す生体適合性材料を創出することを目的とした。戦略として、タンパク質ゼラチンが水素結合ネットワークを形成しうることに着目した。アニオン性のアクセプター分子は、ゼラチンのカチオン性残基と静電的に結合して疎水性を上げることにより、ゼラチン分子の会合を促進し、その結果、密な水素結合ネットワークができることが判った。次に電気的中性のドナー分子を可溶化するために、非イオン性の界面活性剤を用いた。ゼラチン、界面活性剤、ドナー分子ならびにアニオン性アクセプター分子を混合し、加熱溶解したところ、冷却に伴いハイドロゲルを形成した。驚くべきことに、このドナー・アクセプターを導入したゼラチンゲルは、大気下においてフォトン・アップコンバージョンを示した。このことは、発達したゼラチンの水素結合ネットワークが酸素の侵入を防ぎ、水中・空気中における高効率アップコンバージョンを可能にしたことを意味する。海面下製剤の導入により、非イオン性色素分子をゲル中に内包させることができ、共焦点レーザー顕微鏡より、ゼラチンゲル中にマイクロサイズのアップコンバージョン機能を有する超分子コンパートメントが形成されていることが判った。この成果を、アメリカ化学会誌に発表した(JACS, 2018, 140, 10848-10855)。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Recent Progress in Photon Upconverting Gels2019

    • 著者名/発表者名
      Bharmoria Pankaj、Yanai Nobuhiro、Kimizuka Nobuo
    • 雑誌名

      Gels

      巻: 5 号: 1 ページ: 18-18

    • DOI

      10.3390/gels5010018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simple and Versatile Platform for Air-Tolerant Photon Upconverting Hydrogels by Biopolymer-Surfactant-Chromophore Co-assembly2018

    • 著者名/発表者名
      P. Bharmoria, S. Hisamitsu,H. Nagatomi, T. Ogawa, M-a. Morikawa, N. Yanai, N. Kimizuka
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 140 号: 34 ページ: 10848-10588

    • DOI

      10.1021/jacs.8b05821

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Air Tolerant Photon Upconverting Hydrogels: Synergistic Protein-Surfactant Co-assembly Enables Oxygen Resistant Triplet Energy Migration.2018

    • 著者名/発表者名
      Pankaj Bharmoria, Shota Hisamitsu, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka
    • 学会等名
      The 98th CSJ Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Air Tolerant Photon Up converting Hydrogel: Synergic Protein-Surfactant Chemistry Promoted Oxygen Resistant Triplet Energy Migration Conduits2017

    • 著者名/発表者名
      Pankaj Bharmoria, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka
    • 学会等名
      5th CMS International Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 君塚研究室

    • URL

      http://www.chem.kyushu-u.ac.jp/~kimizuka/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書 2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-10-11   更新日: 2024-03-26  

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