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“Silicon Pool”への分子刺激によるバイオミメティックシリカ合成

研究課題

研究課題/領域番号 16K14090
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 無機工業材料
研究機関名古屋大学

研究代表者

鳴瀧 彩絵  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10508203)

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
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードナノ材料 / バイオミメティック / シリカ / ペプチド / 多孔体
研究成果の概要

本研究は、ケイ酸が濃縮された場である “silicon pool” を活用する新規概念に基づき、常温・常圧・中性pHで高度に構造制御されたシリカを得る生物模倣合成法を実証することを目的とした。
ケイ酸を濃縮して分子周囲に “silicon pool” を形成するペプチドP1、およびP1と複合化して鋳型構造を形成しつつ、ケイ酸の重縮合反応を触媒するペプチドP2を独自に開発し、ケイ酸溶液に段階的に添加してシリカを合成した。ペプチドを除去して得られるシリカが、鋳型構造を反映した多孔質構造およびキラル認識能を持つことを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

イオン性結晶のバイオミネラリゼーションにおいて、無機イオンが有機高分子によって濃縮されたアモルファス前駆体を利用して精緻な結晶構造を組み上げる戦略が見られる。本研究は、シリカにおいても同様の戦略が有効であることを示すproof of conceptとなり、バイオミネラリゼーションの学術的な体系化につながった。さらに、本研究は、無機材料の環境低負荷合成や、無機物への新しいペプチド担持法を提供するものであり、無機工業材料や医用材料分野への貢献が期待される。

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

    (11件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Ring-Like Assembly of Silica Nanospheres in the Presence of Amphiphilic Block Copolymer: Effects of Particle Size2018

    • 著者名/発表者名
      Atsumi, C.; Araoka, S.; Landenberger, K. B.; Kanazawa, A.; Nakamura, J.; Ohtsuki, C.; Aoshima, S.; Sugawara-Narutaki, A.
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 34 号: 26 ページ: 7751-7758

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b00420

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 無機ナノ粒子と両新媒性高分子が織り成す自己集合と多孔体形成2017

    • 著者名/発表者名
      鳴瀧彩絵
    • 雑誌名

      セラミックス(日本セラミックス協会誌)

      巻: 52(1) ページ: 15-19

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] 無機ナノ粒子と両親媒性高分子が織り成すエキゾチックな自己集合2018

    • 著者名/発表者名
      鳴瀧彩絵
    • 学会等名
      第13回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Formation of Nanoarchitectures through the Synergetic Self-Assembly of Inorganic Nanoparticles and Amphiphilic Polymers2018

    • 著者名/発表者名
      Ayae Sugawara-Narutaki
    • 学会等名
      MIRAI Materials Science Scientific Session
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高分子存在下におけるシリカナノ粒子のリング状自己集合: 粒子径と自己集合構造の関係2018

    • 著者名/発表者名
      鳴瀧彩絵, 渥美知里, 荒岡伸太郎, Landenberger Kira B., 金澤有紘, 中村仁, 大槻主税, 青島貞人
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会 平成30年度春季大会(第121回講演大会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Kinetic Control of Silicic Acid Polycondensation and Synthesis of Porous Silica by Using Peptides2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Shimizu, Ayae Sugawara-Narutaki, Jin Nakamura, Chikara Ohtsuki
    • 学会等名
      The 30th Symposium and Annual Meeting of the International Society for Ceramics in Medicine (Bioceramics30)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二種の機能性ペプチドの利用による多孔質シリカのバイオインスパイアード合成2018

    • 著者名/発表者名
      清水貴弘,浅野拓也,鳴瀧彩絵,中村 仁,大槻主税
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第31回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二種のペプチドを用いたケイ酸の重縮合制御と多孔質シリカの合成2017

    • 著者名/発表者名
      鳴瀧彩絵, 浅野拓也, 大槻主税
    • 学会等名
      公益社団法人日本セラミックス協会 2017年年会
    • 発表場所
      日本大学駿河台キャンパス(東京都千代田区)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 機能性ペプチドを用いたバイオミメティックプロセスによる多孔質シリカの合成2016

    • 著者名/発表者名
      浅野拓也, Duc H. T. Le, 鳴瀧彩絵, 大槻主税, 中野裕美
    • 学会等名
      第20回生体関連セラミックス討論会
    • 発表場所
      大阪大学銀杏会館(大阪府吹田市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋大学教員データベースシステム

    • URL

      http://profs.provost.nagoya-u.ac.jp/view/html/100007263_ja.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学 教員詳細

    • URL

      http://profs.provost.nagoya-u.ac.jp/view/html/100007263_ja.html

    • 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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