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高分子ミセルコアを反応場とする白金-亜鉛コロイド合成と抗酸化剤としての展開

研究課題

研究課題/領域番号 20K15346
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分35020:高分子材料関連
研究機関東京理科大学

研究代表者

大澤 重仁  東京理科大学, 理学部第一部応用化学科, 助教 (30780663)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード白金錯体 / 亜鉛錯体 / ジピコリルアミン / DNA / ナノ粒子 / アクリレート / 可逆的付加開裂連鎖移動重合 / 亜鉛 / 白金 / ポリプレックス / 金属錯体 / 制御ラジカル重合 / ブロック共重合体 / 金属コロイド / 抗酸化剤
研究開始時の研究の概要

多種金属を含むコロイド粒子の合成は多岐の分野において注目度が高いが、従来の分散剤と還元剤を用いた液相合成法では、粒径、またコロイド間および内での金属組成を均一にすることが熱力学的に難しい。本研究では、親水性鎖と二種の金属錯体を有する高分子鎖からなる両親媒性高分子を合成し、これを水中でミセル化、ミセルコアをマイクロ反応場とする還元反応で粒径と組成が制御された金属コロイドを調製することを提案する。この手法の価値を実証するため、具体的に、白金と亜鉛の比率を変えたPt/Znコロイドを合成し、白金重量あたり抗酸化作用が高い組成を決定し、ライフサイエンス分野における抗酸化剤としての応用を検討する。

研究成果の概要

亜鉛錯体化、また白金錯体化を含むアクリレートモノマーを可逆的付加開裂連鎖移動重合することで、亜鉛錯体と白金錯体を含むランダム共重合体を得た。得られた共重合体をpDNAと混合したところ、平均粒径31 nm、74 nmのナノ粒子が得られた。得られた粒子を、走査型透過 電子顕微鏡観察において元素マッピングをしたところ、会合体中にpDNA由来のリンと、共重合体由来の亜鉛、白金の元素が含まれていることが分かり、DNAをテンプレートとして亜鉛、 白金を含むナノ粒子が形成されたことが実証された。得られたナノ粒子はヒト線維芽細胞に対して毒性を示さず、また過酸化水素の分解を促進することを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

白金や白金錯体をナノ粒子化することによるクラスター効果で触媒活性が向上することはよく報告されているが、本技術では、ナノ粒子中で亜鉛がスペーサーとして白金の間に存在することで、さらに白金の有効な触媒面が大きくし、白金グラムあたりの触媒活性を高めることが期待される。白金、白金錯体は様々な場面で貴重な触媒成分となるが、白金自体は貴金属である。白金の使用量削減につながると期待される本技術は、種々の場面で持続可能な開発目標の達成にも貢献すると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021 2020

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 (13件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Controlled polymerization of metal complex monomers - fabricating random copolymers comprising different metal species and nano-colloids2022

    • 著者名/発表者名
      Osawa Shigehito、Kurokawa Sosuke、Otsuka Hidenori
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 58 号: 34 ページ: 5273-5276

    • DOI

      10.1039/d1cc07265j

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Accelerated Redox Reaction of Hydrogen Peroxide by Employing Locally Concentrated State of Copper Catalysts on Polymer Chain2021

    • 著者名/発表者名
      Osawa Shigehito、Kitanishi Kenichi、Kiuchi Maho、Shimonaka Motoyuki、Otsuka Hidenori
    • 雑誌名

      Macromolecular Rapid Communications

      巻: 42 号: 16 ページ: 2100274-2100274

    • DOI

      10.1002/marc.202100274

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高分子金属錯体の設計とDNA結合分子としての機能評価2022

    • 著者名/発表者名
      大澤重仁、渡部玲巳、黒川颯介、大塚英典
    • 学会等名
      第32回バイオ・高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 高分子鎖型金属錯体の調製と金属種が決定づけるDNA結合性と遺伝子発現制御の評価2022

    • 著者名/発表者名
      大澤重仁、渡部玲巳、黒川颯介、大塚英典
    • 学会等名
      第71回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Polymer having complexes with different metal species in sidechains as DNA binding macromolecules; Investigation on metal species-dependent function for regulating the gene expression2021

    • 著者名/発表者名
      Shigehito Osawa, Remi Watanabe, Hidenori Otsuka
    • 学会等名
      第70回高分子年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 亜鉛錯体とオリゴエチレングリコールを側鎖にもつ高分子鎖と核酸との配位結合からなるPolyplexs の設計及び遺伝子キャリアとしての機能評価2021

    • 著者名/発表者名
      那須会里香、久保明香、渡部玲巳、大澤重仁、大塚英典
    • 学会等名
      第70回高分子年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ポリマー側鎖へ導入した銅錯体の局所濃縮効果が促進する酸化還元活性2021

    • 著者名/発表者名
      大澤重仁、北西健一、木内真穂、下仲基之、大塚英典
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 核酸送達を志向した亜鉛錯体とオリゴエチレングリコール鎖を含むメタクリレート共重合体と核酸の配位結合性会合体の設計2021

    • 著者名/発表者名
      那須 会里香・久保 明香・渡部 玲巳・下仲 基之・北西 健一・大澤 重仁・大塚 英典
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属錯体を含むグラフトコポリマーの合成とバイオマテリアルへの展開2020

    • 著者名/発表者名
      大澤重仁、大塚英典
    • 学会等名
      第69回高分子年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA 結合性高分子による遺伝子発現制御:中心金属がDNA 結合様式を決定する高分子鎖型錯体の比較評価2020

    • 著者名/発表者名
      渡部玲巳、黒川颯介、久保明香、大澤重仁、大塚英典
    • 学会等名
      第30回バイオ・高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分子鎖型銅錯体の設計と局所濃縮効果による一錯体あたりの酸化還元活性の向上2020

    • 著者名/発表者名
      大澤 重仁、木内真穂、大塚英典
    • 学会等名
      第30回バイオ・高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分子型金属錯体の配位金属および分子構造の違いが核酸結合様式と遺伝子発現機能に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      渡部玲巳、黒川颯介、久保明香、大澤重仁、大塚英典
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Installing copper complexes into polymer sidechain toward forming locally concentrated state to promote redox activity2020

    • 著者名/発表者名
      Shigehito Osawa, Maho Kiuchi, HIdenori Otsuka
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ジピコリルアミン亜鉛錯体とOEGユニットを含むランダム共重合体からなる核酸キャリアの機能評価2020

    • 著者名/発表者名
      久保明香、大澤重仁、大塚英典
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Promoted Copper Catalyzed Redox Activity through Constructing Locally Concentrated State of Copper Complexes on a Polymer Chain2020

    • 著者名/発表者名
      Shigehito Osawa, Maho Kiuchi, Kenichi Kitanishi, Hidenori Otsuka
    • 学会等名
      3rd GLowing Polymer Symposium in KANTO (GPS-K2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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