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両親媒性ランダム・交互共重合体の花型ミセルが形成する高次秩序構造とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 18H02020
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分35010:高分子化学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

佐藤 尚弘  大阪大学, 理学研究科, 教授 (10196248)

研究分担者 寺尾 憲  大阪大学, 理学研究科, 准教授 (60334132)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
キーワード両親媒性高分子 / ランダム共重合体 / 交互共重合体 / 花型ミセル / フラワーネックレス / 光散乱 / 小角X線散乱 / 蛍光寿命測定 / 高分子ミセル / 花形ミセル / 疎水化多糖
研究成果の概要

両親媒性ランダム共重合体が水溶液中で形成する自己集合体(ランダム会合体、花型ミセル、フラワーネックレス)を特徴づける会合数、疎水性コア数、流体力学的半径等を、主鎖構造(ビニル系ポリマーと疎水化多糖)、親水基の化学構造、重合度、疎水基含量を系統的に変えて調査し、分子設計により両親媒性ランダム共重合体の自己集合体構造をある程度制御できるようになった。
また、両親媒性ランダム共重合体のモデルと見なせる両親媒性交互共重合体が形成する花型ミセルは、分子量・組成分布があっても構成する疎水性コアとループ鎖のサイズが揃うことより、高濃度溶液で球状粒子系のコロイド結晶と類似の高次構造を形成することを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

両親媒性ランダム共重合体が水溶液中で形成する高分子ミセルは、ドラッグデリバリーシステムへの応用が近年注目されているが、高濃度で形成される高次の秩序構造は、フォトニック結晶、リソグラフィー、選択的透過膜、イオン伝導膜などへの応用も期待される。当該研究の成果は、両親媒性ランダム共重合体のそのような応用する際に必要となる、高分子ミセル構造とその高次構造を制御する技術の基盤となる。また、タンパク質構造予想は今後のバイオテクノロジー技術の根幹となるが、両親媒性ランダム共重合体とタンパク質との構造類似性により、両親媒性ランダム共重合体が形成する高分子ミセル構造の理解は、タンパク質構造予想にも寄与する。

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 5件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Shenyang Univ. of Chem. Tech.(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Korea University(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Helsinki(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Micellar structure of hydrophobically modified polysaccharides in aqueous solution2022

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sato, Jia Yang, Ken Terao
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 54 号: 4 ページ: 403-412

    • DOI

      10.1038/s41428-021-00561-4

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Transition from the Random Coil to the Flower Necklace of a Hydrophobically Modified Pullulan in Aqueous Solution by Changing the Degree of Substitution2021

    • 著者名/発表者名
      Jia Yang, Takahiro Sato
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 214 ページ: 123346-123346

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2020.123346

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of the Micelle Formed by a Hydrophobically Modified Pullulan in Aqueous Solution: Size Exclusion Chromatography2021

    • 著者名/発表者名
      Jia Yang, Takahiro Sato
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 13 号: 8 ページ: 1237-1237

    • DOI

      10.3390/polym13081237

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Conformation of Pullulan in Aqueous Solution Studied by Small-Angle X-Ray Scattering2020

    • 著者名/発表者名
      Jia Yang, Takahiro Sato
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 12 号: 6 ページ: 1266-1266

    • DOI

      10.3390/polym12061266

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multiple Association-Dissociation Equilibria in Solutions of Amphiphilic Molecules2020

    • 著者名/発表者名
      Yan Li, Takahiro Sato
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 36 号: 29 ページ: 8323-8343

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.0c01067

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Micellar Structure of a Hydrophobically Modified Pullulan in an Aqueous Solution2020

    • 著者名/発表者名
      Jia Yang, Takahiro Sato
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 53 号: 18 ページ: 7970-7979

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.0c01319

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ブロック共重合体が溶液中で形成する高分子ミセルの動力学2019

    • 著者名/発表者名
      SATO Takahiro、TAKAHASHI Rintaro
    • 雑誌名

      高分子論文集

      巻: 76 号: 1 ページ: 3-22

    • DOI

      10.1295/koron.2018-0052

    • NAID

      130007556836

    • ISSN
      0386-2186, 1881-5685
    • 年月日
      2019-01-25
    • 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] Dehydration, Micellization, and Phase Separation of Thermosensitive Polyoxazoline Star Block Copolymers in Aqueous Solution2019

    • 著者名/発表者名
      Sezonenko Tetiana、Qiu Xing-Ping、Winnik Fran?oise M.、Sato Takahiro
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 52 号: 3 ページ: 935-944

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.8b02528

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Self-Assembly of Amphiphilic Amylose Derivatives in Aqueous Media2019

    • 著者名/発表者名
      Kameyama Yuki、Kitamura Shinichi、Sato Takahiro、Terao Ken
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 35 号: 20 ページ: 6719-6726

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.9b00985

    • NAID

      120007053196

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Micellization and Phase Separation in Aqueous Solutions of Thermosensitive Block Copolymer Poly(N-isopropylacrylamide)-b-poly(N-vinyl-2-pyrrolidone) upon Heating2019

    • 著者名/発表者名
      C. Kuang, S. Yusa, T. Sato
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 52 号: 13 ページ: 4812-4819

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.9b00807

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 散乱法を用いた溶液中での高分子ナノ集合体の構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      SATO Takahiro、LI Yan
    • 雑誌名

      高分子論文集

      巻: 75 号: 4 ページ: 293-336

    • DOI

      10.1295/koron.2018-0003

    • NAID

      130007419164

    • ISSN
      0386-2186, 1881-5685
    • 年月日
      2018-07-25
    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] オクテニルコハクコはく酸無水物により疎水化されたプルランの水溶液中でのミセル形成2020

    • 著者名/発表者名
      Jia Yang, Takahiro Sato
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フラワーネックレスミセルを形成する両親媒性交互共重合体の濃厚水溶液2020

    • 著者名/発表者名
      竹内佐保美、佐藤尚弘
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 水溶液中における両親媒性交互共重合体と球状タンパク質との複合体形成2020

    • 著者名/発表者名
      植野悠一, 佐藤尚弘
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)の相分離水溶液中におけるコロイドの分散状態2020

    • 著者名/発表者名
      韓 佳運, 佐藤 尚弘
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 両親媒性交互共重合体の水溶液中におけるミセル構造のpH依存性2020

    • 著者名/発表者名
      江上侑希, 佐藤尚弘
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] カチオン性界面活性剤で安定化されたエマルションの分散状態2020

    • 著者名/発表者名
      柳下 薫、佐藤尚弘
    • 学会等名
      第66回高分子研究発表会(神戸)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 両親媒性交互共重合体の水溶液中におけるミセル構造のpH依存性2020

    • 著者名/発表者名
      江上侑希, 佐藤尚弘
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Micellar Structure of a Hydrophobically Modified Pullulan in Aqueous Solution2020

    • 著者名/発表者名
      Jia Yang, Takahiro Sato
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 感熱応答性高分子の水溶液中で起こる相分離現象2020

    • 著者名/発表者名
      韓 佳運, 佐藤 尚弘
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 油中油乳液のブロック共重合体による乳化安定化2020

    • 著者名/発表者名
      浅野 到、齋藤 弘樹、佐藤 尚弘
    • 学会等名
      第29回ポリマー材料フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 感熱応答性ポリオキサゾリン星型ブロック共重合体の水溶液中での脱水和・ミセル化・相分離2019

    • 著者名/発表者名
      Tetiana Sezonenko, Xing-Ping Qiu, Francoise M. Winnik, 佐藤尚弘
    • 学会等名
      第68回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] ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)の相分離水溶液中におけるコロイドの分散状態2019

    • 著者名/発表者名
      韓 佳運, 佐藤 尚弘, 高橋 倫太郎
    • 学会等名
      第68回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] Effect of Addition of PNIPAM homopolymer on the Phase Separation and Micellization in Aqueous Solutions of PNIPAM-b-Poly(N-vinyl-2-pyrrolidone) upon Heating2019

    • 著者名/発表者名
      Chen Kuang, Takahiro Sato, Shin-ichi Yusa
    • 学会等名
      第68回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] 両親媒性交互共重合体の水溶液中におけるミセル構造のpH依存性2019

    • 著者名/発表者名
      江上侑希, 佐藤尚弘
    • 学会等名
      第65回高分子研究発表会(神戸)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] カチオン性界面活性剤により安定化された乳液の分散状態2019

    • 著者名/発表者名
      萩原真衣, 佐藤尚弘
    • 学会等名
      第65回高分子研究発表会(神戸)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 球状タンパク質とアニオン性界面活性剤の水溶液中における相互作用の温度依存性2019

    • 著者名/発表者名
      瀧口俊樹, 佐藤尚弘
    • 学会等名
      第65回高分子研究発表会(神戸)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 大豆油とレシチンと水からなる乳液中におけるコロイド分散状態2019

    • 著者名/発表者名
      山田 兼三, 佐藤 尚弘
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 両親媒性ランダム・周期共重合体が溶液中で形成する花形ミセル2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 尚弘
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Conformation and Self-Association Behavior of Hydrophobically Modified Pullulan by Octenyl Succinic Anhydride in Aqueous Media2019

    • 著者名/発表者名
      Jia Yang, Takahiro Sato
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ポリマーソームの形成過程の動力学2019

    • 著者名/発表者名
      高橋 倫太郎, Narayanan Theyencheri, 遊佐 真一, 佐藤 尚弘
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Conformation and Self-Association Behavior of Hydrophobically Modified Pullulan by Octenyl Succinic Anhydride in Aqueous Media2019

    • 著者名/発表者名
      Jia Yang, Takahiro Sato
    • 学会等名
      2nd GLowing Polymer Symposium in KANTO
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 基礎高分子科学 第2版2020

    • 著者名/発表者名
      高分子学会
    • 総ページ数
      496
    • 出版者
      東京化学同人
    • ISBN
      9784807909629
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 佐藤研究室|大阪大学大学院理学研究科高分子科学専攻

    • URL

      http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/sato/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書 2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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