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エントロピー的秩序化によるナノ構造形成

研究課題

研究課題/領域番号 16K04895
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ナノ材料化学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

藤田 雅弘  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (50342845)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード核酸分子 / ソフト界面 / ナノ粒子 / 分子クラウディング / 枯渇効果 / 小角X線散乱 / X線散乱 / ナノ材料 / ソフトマター / 表面・界面物性 / ナノバイオ
研究成果の概要

本研究課題では分子混雑下におけるDNAナノ粒子のエントロピー的秩序化によるナノ構造体形成とその制御に関する研究を推進した。金ナノ粒子を核とするDNAナノ粒子を対象にした。DNAの鎖状分子としての立体斥力、静電反発力のみならず、枯渇引力というエントロピックな相互作用を巧みに組み合わせることで、ナノ粒子の分散と凝集を任意に制御することができた。さらに、極めて秩序性の高い結晶様の三次元ナノ構造体を構築できることを実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ナノマテリアルの誘導自己組織化は、材料科学の分野においてボトムアップ型構造構築技術の一つとして、大いに注目されている。本課題で取り組んだ手法はエントロピー的相互作用による構造秩序化に基づく点に大きな特色がある。このような秩序化は、物質が自発的に離合集散して複雑な機能を発現し、それを制御するという生命システムにおいて見られる現象と同じといわれている。本研究で得られた知見は、スマートマテリアル創製のあらたな設計指針を与えるのみならず、細胞内の分子混雑化ににおける機能性粒子や分子の動態に関する研究への展開も見込める。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 学会発表 (17件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [学会発表] G-quadruplex-Functionalized Gold Nanoparticles-A New Door for Cisplatin Detection2018

    • 著者名/発表者名
      Surachada Chuaychob, Panote Thavarungkul, Proespichaya Kanatharana, Chittanon Buranachai, Chongdee Thammakhet-Buranachai, Masahiro Fujita, and Mizuo Maeda
    • 学会等名
      高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] DNA コンジュゲートポリマーによる温度応答性蛍光プローブの創製2018

    • 著者名/発表者名
      佐孝 貴文、藤田 雅弘、前田 瑞夫
    • 学会等名
      高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A Sensitive Colorimetric pH Sensor via G-quadruplex-conjugated Gold Nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Surachada Chuaychob, Masahiro Fujita, and Mizuo Maeda
    • 学会等名
      高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] DNA コンジュゲートポリマーを用いた温度応答性蛍光プローブの創製2018

    • 著者名/発表者名
      佐孝貴文、藤田雅弘、前田瑞夫
    • 学会等名
      高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] pH Sensor via Tunable G-quadruplex Structure on Gold Nanoparticle Surface2018

    • 著者名/発表者名
      Surachada Chuaychob, Masahiro Fujita, and Mizuo Maeda
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] G-quadruplex-functionalized Gold Nanoparticles as a New Colorimetric pH Sensor2018

    • 著者名/発表者名
      Surachada Chuaychob, Masahiro Fujita, and Mizuo Maeda
    • 学会等名
      IPC2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水処理用高分子膜へのタンパク質吸着挙動の解析2018

    • 著者名/発表者名
      藤田雅弘、前田瑞夫、木村将弘
    • 学会等名
      第7回JACI/GSCシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] DNA担持ナノ粒子の物性とそれを活かした検出機能2017

    • 著者名/発表者名
      藤田雅弘、前田瑞夫
    • 学会等名
      第77回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 原子間力顕微鏡法による水処理用高分子膜へのタンパク質挙動の解析2017

    • 著者名/発表者名
      藤田雅弘、前田瑞夫、木村将弘
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Non-crosslinking Aggregation of DNA-functionalized Gold Nanoparticles2017

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Fujita, Mizuo Maeda
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of Gold Nanocluster-Conjugated Poly(N-isopropylacrylamide)2017

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Sako, Masahiro Fujita, Mizuo Maeda
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNAナノ粒子の分散安定性評価と凝集構造の解析2017

    • 著者名/発表者名
      藤田雅弘、前田瑞夫
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 光二量化による架橋型DNAナノミセルの創製と特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      森田雄耶、藤田雅弘、前田瑞夫
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Poly(N-isopropylacrylamide)-DNA共重合体を利用した蛍光性金ナノクラスターの創製2017

    • 著者名/発表者名
      佐孝貴文、藤田雅弘、前田瑞夫
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA担持ナノ粒子の三次元構造化2016

    • 著者名/発表者名
      藤田雅弘、前田瑞夫
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] エントロピー的秩序化によるDNA担持ナノ粒子の構造体形成2016

    • 著者名/発表者名
      藤田雅弘、前田瑞夫
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場・展示場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] PNIPAAm-DNA共重合体からなるナノゲルの温度応答性と物質内包特性の評価2016

    • 著者名/発表者名
      森田雄耶、藤田雅弘、前田瑞夫
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場・展示場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] 「刺激応答性高分子ハンドブック」温度応答性高分子とDNAとの複合化と認識挙動2018

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志監修(藤田雅弘、前田瑞夫)
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 『刺激応答性高分子ハンドブック』温度応答性高分子とDNAとの複合化と認識挙動2018

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志 編(藤田雅弘、前田瑞夫)
    • 出版者
      株式会社エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 理化学研究所 開拓研究本部 前田バイオ工学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.riken.jp/lab-www/bioengineering/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 理化学研究所 前田バイオ工学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.riken.jp/lab-www/bioengineering/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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