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選択的表面修飾による刺激応答性2層構造ナノシートの創製と薬物キャリアへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K14825
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 複合材料・表界面工学
研究機関法政大学

研究代表者

井戸田 直和  法政大学, 生命科学部, 講師 (60451796)

研究協力者 菅原 義之  
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード層状ニオブ酸塩 / 表面開始原子移動ラジカル重合 / 有機ホスホン酸 / ナノシート / 表面修飾 / 刺激応答性ハイドロゲル / 生体適合性ポリマー / 蛍光性多環分子 / 層間表面修飾 / 温度応答性ポリマー / pH分解性ハイドロゲル / エッヂ表面修飾 / 刺激応答性ゲル / 選択的表面修飾 / 薬物送達システム
研究成果の概要

本研究では、層状六ニオブ酸塩が持つ反応性の異なる表面や層間を利用し、様々な有機分子を位置選択的に表面修飾した2層構造ナノシートを合成した。疎水性多環分子を層間に、親水性ポリマーを表面に修飾した2層構造ナノシートは、水中で安定に分散しながら同時に蛍光性を示した。また、刺激応答性ゲルを層間に構築した2層構造ナノシートの分散水溶液は、温度変化によってゲルを構成する温度応答性ポリマーの膨潤/収縮に伴う相転移挙動や、pH変化によって酸開裂性架橋分子の分解に伴う単層ナノシートへの剥離が確認できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

薬物を目的の患部のみに運び、任意のタイミングで規定量を放出する薬物送達システム(DDS)は、夢の医薬製剤として幅広い研究が進められている。本研究で作製した2層構造ナノシートは、位置選択的な有機修飾によって薬物送達システムで必要とされる機能を空間的に独立して付与し、外部環境の変化や刺激付与に伴う様々なナノシート構造の変化によって薬物放出を動的に制御する新しいDDS材料として期待できる。また、ナノ材料の機能化として表面修飾が重要視されており、本研究で達成したナノシートの位置選択的な表面修飾はナノ材料研究の発展に貢献する技術である。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (16件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Inorganic Janus nanosheets bearing two types of covalently bound organophosphonate groups viaregioselective surface modification of K4Nb6O17 3H2O2018

    • 著者名/発表者名
      Ryoko Suzuki, Mitsuhito Sudo, Megumi Hirano, Naokazu Idota, Masashi Kunitake, Taisei Nishimi and Yoshiyuki Sugahara
    • 雑誌名

      Chem. Comm.,

      巻: 54 号: 45 ページ: 5756-5759

    • DOI

      10.1039/c8cc02892c

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of the graft density of cellulose diacetate-modified layered perovskite nanosheets on mechanical properties of the transparent organic-inorganic hybrids bearing covalent bonds at the interface2017

    • 著者名/発表者名
      Sato Satoru、Shintani Kenji、Idota Naokazu、Nishino Takashi、Sugahara Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Cellulose

      巻: 24 号: 12 ページ: 5463-5473

    • DOI

      10.1007/s10570-017-1475-7

    • NAID

      120006459810

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Area-selective surface modification of Si substrates with a fluorescent organophosphonic acid using the differences in reactivities of their surface terminal groups2017

    • 著者名/発表者名
      Taro Asami、Naokazu Idota、Yoshiyuki Sugahara
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 46 号: 7 ページ: 1010-1013

    • DOI

      10.1246/cl.170269

    • NAID

      130005709481

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] フェニルボロン酸修飾TiO2ナノ粒子を用いたハイドロゲルの自己修復化2019

    • 著者名/発表者名
      井戸田 直和, 飯島 啓太, 鈴木 健吾, 菅原 義之
    • 学会等名
      第28回インテリジェント・ナノ材料シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 層状六ニオブ酸塩から得られる2層ナノシートをカプセルに用いたポリマーハイブリッド膜の作製2019

    • 著者名/発表者名
      渡邊 香里, 井戸田 直和, Regis Guegan, 宗宮 謙,中戸 晃之,菅原 義之
    • 学会等名
      第57回セラミックス基礎科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 層状六ニオブ酸ナノシート表面における表面開始原子移動ラジカル重合 (SI-ATRP) によるポリマー鎖成長2019

    • 著者名/発表者名
      石原 真由, 井戸田 直和, Regis Guegan, 松川 公洋, 辻井 敬亘, 菅原 義之
    • 学会等名
      第57回セラミックス基礎科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 層状ペロブスカイト層間での表面開始ATRPによるメタクリル酸メチルの重合挙動調査2019

    • 著者名/発表者名
      溝之上 雄介, Regis Guegan, 井戸田 直和, 山下 明泰, 菅原 義之
    • 学会等名
      第57回セラミックス基礎科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 層状六ニオブ酸塩を用いたpH応答性二層ナノシートの作製および架橋剤の開裂による一層ナノシートへの転換2018

    • 著者名/発表者名
      上邊 卓麻, 井戸田 直和, 菅原 義之
    • 学会等名
      日本ゾルゲル学会第16回討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 表面開始ATRP法を用いた層状六ニオブ酸ナノシート表面でのポリマーブラシの作製2018

    • 著者名/発表者名
      石原 真由, 井戸田 直和, Regis Guegan, 松川 公洋, 辻井 敬亘, 菅原 義之
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 層状六ニオブ酸塩と2種の有機ホスホン酸を用いたヤヌス型ナノシートの作製2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木 涼子, 須藤 充人, 平野 恵, 井戸田 直和, 國武 雅司, 西見 大成, 菅原 義之
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 酸開裂性高分子ネットワークを層間に有する層状六ニオブ酸塩由来二層ナノシートの作製および架橋点の開裂による一層ナノシートへの転換2018

    • 著者名/発表者名
      上邊 卓麻, 井戸田 直和, 菅原 義之
    • 学会等名
      第34回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 共有結合を介して無機ナノシートにポリ乳酸を固定化させたナノシート/ポリマーハイブリッドの作製2017

    • 著者名/発表者名
      稲森健太, 井戸田直和, 西野孝, 菅原義之
    • 学会等名
      第63回高分子研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 温度変化で肝細胞の選択分離を実現する培養基材の表面設計2017

    • 著者名/発表者名
      井戸田直和, 荏原充宏, Ravin Narain, 青柳隆夫
    • 学会等名
      第55回日本人工臓器学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 無機ナノシートを用いた新規元素ブロック高分子の作製2017

    • 著者名/発表者名
      千足礼, 本多真子, 岩崎莉沙, 井戸田直和, 菅原義之
    • 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] アルブミン透過に及ぼすデバイス設計の影響2017

    • 著者名/発表者名
      井戸田直和, 小迫和樹, 富沢成美, 岩島重人, 神保陽一, 山下明泰
    • 学会等名
      第28回日本急性血液浄化学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 液-液二相系を用いたリン系カップリング剤による層状ペロブスカイトナノシートの表面修飾2017

    • 著者名/発表者名
      菅谷剛士, 尾崎正彦, 井戸田直和, 菅原義之
    • 学会等名
      第30回日本セラミックス協会秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 層状六ニオブ酸塩の層間における温度応答性およびpH開裂性ハイドロゲルの作製2017

    • 著者名/発表者名
      上邉卓麻, 井戸田直和, 菅原義之
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 共有結合を介した無機ナノシートとのハイブリッド化によるポリ乳酸の脆性改善2017

    • 著者名/発表者名
      稲森健太, 井戸田直和, 西野孝, 菅原義之
    • 学会等名
      第36回無機高分子研究討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 層状ペロブスカイト層間における表面開始原子移動ラジカル重合 (SI-ATRP) の重合過程の研究2017

    • 著者名/発表者名
      畠中拓朗, 小山瞳, 井戸田直和, 菅原義之
    • 学会等名
      第36回無機高分子研究討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] Nanosheet (Inorganic Janus nanosheets derived from K4Nb6O17・3H2O via regioselective surface modification)2019

    • 著者名/発表者名
      Ryoko Suzuki, Mitsuhito Sudo, Megumi Hirano, Naokazu Idota, Masashi Kunitake, Taisei Nishimi, Yoshiyuki Sugahara
    • 出版者
      IntechOpen
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] New Polymeric Materials Based on Element-Blocks (Chapter 13. Preparation of Element-Block Materials using Inorganic Nanostructures and Their Applications)2019

    • 著者名/発表者名
      Naokazu Idota, Yoshiyki Sugahara
    • 総ページ数
      22
    • 出版者
      Springer Nature Singapore
    • ISBN
      9789811328886
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 早稲田大学 菅原研究室

    • URL

      http://waseda-sugahara-lab.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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