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分子性ナノコイルの電磁特性評価とスキャホールドへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 21K05210
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分35030:有機機能材料関連
研究機関東京農工大学

研究代表者

帯刀 陽子  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (30435763)

研究分担者 西原 禎文  広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 教授 (00405341)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードナノコイル / 分子性導体 / 分子集合体 / ナノワイヤ / 誘導起電力 / 電磁誘導 / 分子性ナノコイル / 電荷移動錯体 / 電磁物性 / 起電力 / スキャホールド / 電磁ナノコイル / ナノ物性 / 分子性コイル / 電磁特性
研究開始時の研究の概要

申請者はこれまでに、分子性電磁ナノコイルが電磁誘導に基づき誘導起電力を生じることを世界で初めて実証し、学術的・産業的に多くの注目を集めた。しかし、電磁物性発現の根幹である「分子性電磁ナノコイルの構造」と「電磁物性」の相関が解明されておらず、解決するべき学術的「問い」として残されている。また、分子性電磁ナノコイルが有する高い細胞接着性、電磁特性は細胞工学上重要であり、再生医療分野において細胞の分化・増殖を飛躍的に向上させることができるため応用が期待されている。そこで本研究では、分子性電磁ナノコイルスキャホールドを用いた細胞培養と再生医療への応用へと展開し、再生医療バイオデバイスの開発を目指す。

研究成果の概要

本研究では、起電力を発生させることができる分子性電磁ナノコイルの構造と電磁物性の相関を明らかにし、自己発電型電磁ナノコイルスキャホールドの開発を目指した。具体的には、有機導電性分子からなる分子性電磁ナノコイルを構築した。さらに、自己発電型分子性電磁ナノコイルの電磁物性を評価することで、分子性電磁ナノコイルの構造と電磁物性の相関を解明した。さらに、分子性電磁ナノコイルスキャホールドを作成し細胞培養を行い、細胞毒性を示さないこと、細胞の増殖率が2倍以上になった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

本研究では、「分子性電磁コイルの電磁物性」の構造学的解明を図った。分子性電磁コイルの誘導起電力を細胞培養へ適用することで、細胞増殖を活性化させる自己発電型ナノコイルスキャホールドの創成は学術的・産業的に重要な課題であると位置づけられる。また、これまでに、電場や磁場が細胞増殖過程に大きく関与することは既に明らかとなっている。分子性ナノコイルを足場材料として利用することで、電磁誘導に基づく局所電場を細胞増殖、組織再生に利用するという内容は先駆的な課題である。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] The University of Edinburgh(英国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] The University of Edinburgh(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Synthesis of C3 symmetric TTF molecules with chiral and hydrogen bonding moieties and preparation of CT complexes with F4TCNQ2024

    • 著者名/発表者名
      T. Iida, S. Nishihara, T. Akutagawa, T. Nakamura, Y. Tatewaki,
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report

      巻: 123 ページ: 3-6

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of proliferation process of saos-2 cells seeded on Molecular nanocoil scaffolds under the application of magnetic field2024

    • 著者名/発表者名
      N. Maezono, A. Sasaki, A. Matsumoto, S. Nishihara, T. Akutagawa, T. Nakamura, T. Mimami, Y. Tatewaki,
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report,

      巻: 123 ページ: 28-29

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fluorescent properties of a cage-shaped molecule composed of tetrakis[4-(4-pyridylphenyl)]ethylene moieties2022

    • 著者名/発表者名
      Kobukai Chisato、Tadai Momo、Nishimura Tamaki、Hattori Kohei、Nishihara Sadafumi、Okada Shuji、Tatewaki Yoko
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 61 号: SE ページ: SE1004-SE1004

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac5531

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis and polymerization of diacetylene der ivatives with 1,4-benzoquinone2021

    • 著者名/発表者名
      Ryoko Arai† Kazuki Saito† Sadafumi Nishihara‡ Shuji Okada§ Yoko Tatewaki
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report

      巻: 121 ページ: 1-3

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Polymerization and Preparation of Nanocystals composed of 10, 12-nonacosadienoic acid2021

    • 著者名/発表者名
      Kohei Hattori Nishihara Sadafumi Okada Shuji Akutagawa Tomoyuki Nakamura Takayoshi Yoko Tatewaki
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report

      巻: 121 ページ: 4-6

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Self-assembly of cage structures composed of several disk-like molecules2021

    • 著者名/発表者名
      Chisato KOBUKAI† Taku KATO† Momo TADAI† Sadafumi NISHIHARA‡ Tomoyuki AKUTAGAWA§ Takayoshi NAKAMURA¶ Yoko TATEWAKI
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report

      巻: 121 ページ: 15-17

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preparation of Conductive Nanofibers Composed of C3-Symmetric TTF Derivatives"2021

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa OISHI† Sadafumi NISHIHARA‡ Tomoyuki AKUTAGAWA§ Takayoshi NAKAMURA¶ Yoko TATEWAKI†
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report

      巻: 121 ページ: 18-20

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cell culture of molecular nanocoil scaffolds for the application of regenerative medicine2021

    • 著者名/発表者名
      Tamaki Nishimura† Chinatsu Matsumoto† Sadafumi Nishihara‡ Tomoyuki Akutagawa§ Takayoshi Nakamura¶ Yoko Tatewaki
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report

      巻: 121 ページ: 29-31

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 磁場印加下において分子性ナノコイルが生じる誘導起電力を利用したスキャホールド材料の開発2024

    • 著者名/発表者名
      帯刀 陽子
    • 学会等名
      第 6 回 生体膜デザインコンファレンス
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スキャホールド材料への応用を目指したTTF誘導体とF4TCNQ錯体からなる分子性ナノコイルの作成と電磁特性2024

    • 著者名/発表者名
      帯刀 陽子1、南 豪2、西原 禎文3,4、芥川智行5、中村貴義6
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 水素結合とキラル部位を有するTTF誘導体の合成とF4TCNQ錯体を用いた1次元螺旋組織体の評価2024

    • 著者名/発表者名
      廣瀬 史哉1・西原 禎文2,3・南 豪4・芥川 智行5・中村 貴義6・帯刀 陽子1
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 分子性ナノコイルを用いたスキャホールドの作成と細胞培養への応用2024

    • 著者名/発表者名
      佐々木 青葉1、前園 宜孝1、松本 彬2、西原 禎文3,4、芥川 智行5、中村 貴義6、南 豪2、帯刀 陽子1
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 分子性ナノコイルスキャホールドを用いたSaos-2 細胞の培養とその電気シグナルを用いた細胞増殖の評価2023

    • 著者名/発表者名
      前園 宜孝1, 松本 彬2, 佐々木 青葉1, 西原 禎文3, 4, 芥川 智行5, 中村 貴義6, 南 豪2, 帯刀 陽子1
    • 学会等名
      動的分子を機序にした分子固体化学の探究 第2 回研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 電荷移動錯体から成る分子性ナノコイルの作成及びその応用展開2023

    • 著者名/発表者名
      秋山雄貴1, 西原 禎文3, 4, 芥川 智行5, 中村 貴義6, 南 豪2, 帯刀 陽子1
    • 学会等名
      動的分子を機序にした分子固体化学の探究 第2 回研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 末端に水素結合・キラル部位を有するTTF 誘導体の合成とその F4TCNQ 錯体からなる 1 次元螺旋組織体の作成と評価2023

    • 著者名/発表者名
      廣瀬史哉1, 西原 禎文3, 4, 芥川 智行5, 中村 貴義6, 南 豪2, 帯刀 陽子1
    • 学会等名
      動的分子を機序にした分子固体化学の探究 第2 回研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] TTF誘導体と F4TCNQ からなる分子性ナノコイルスキャホールドの作成と Saos-2 細胞培養への利用2023

    • 著者名/発表者名
      佐々木 青葉1, 前園 宜孝1, 松本 彬2, 西原 禎文3, 4, 芥川 智行5, 中村 貴義6, 南 豪2, 帯刀 陽子1
    • 学会等名
      動的分子を機序にした分子固体化学の探究 第2 回研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] キラル部位と水素結合部位を有する3回対称TTF分子の合成とF4TCNQとのCT錯体の作成2023

    • 著者名/発表者名
      飯田 大雅1, 西原 禎文2,3, 芥川 智行4, 中村 貴義5, 帯刀 陽子1
    • 学会等名
      電子情報通信学会 有機エレクトロニクス研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 磁場印加下における分子性ナノコイルスキャホールド上に播種したSaos-2細胞の増殖過程評価2023

    • 著者名/発表者名
      前園 宜孝1, 松本 彬2, 佐々木 青葉1, 西原 禎文3, 4, 芥川 智行5, 中村 貴義6, 南 豪2, 帯刀 陽子1
    • 学会等名
      電子情報通信学会 有機エレクトロニクス研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and Optical properties of Polynanocrystal Structures Composed of 10, 12-nonacosadiynoic Acid2022

    • 著者名/発表者名
      Kohei Hattori, Yoko Tatewaki, Sadafumi Nishihara, Shuji Okada
    • 学会等名
      13th International Conference on Nano-Molecular Electronics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Polymerization of Diacetylene Derivatives with Acceptor Unit2022

    • 著者名/発表者名
      Ryoko Arai, Kazuki Saito, Yoko Tatewaki, Sadafumi Nishihara, Shuji Okada
    • 学会等名
      13th International Conference on Nano-Molecular Electronics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁場印加下におけるナノコイルスキャホールドを用いたSaos-2細胞培養評価2022

    • 著者名/発表者名
      前園 宜孝、松本 知夏、松本 彬、西原 禎文、芥川 智行、中村 貴義、南 豪、帯刀 陽子
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 3回対称性TTF誘導体を用いた電荷移動錯体からなるナノファイバーおよびナノコイルの作成2022

    • 著者名/発表者名
      大石 博久、飯田 大雅、西原 禎文、芥川 智行、中村 貴義、帯刀 陽子
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 10,12-ノナコサジイン酸を用いたポリジアセチレンナノ結晶の作成と光特性評価2022

    • 著者名/発表者名
      服部 康平1、西原 禎文2,3、岡田 修司4、帯刀 陽子
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis and Fabrication of Nanofibers Composed of C3-Symmetric TTF Derivative and Fluorinated TCNQ2022

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Oishi1, Taiga Ida1, Sadafumi Nishihara2, 3, Tomoyuki Akutagawa4, Takayoshi Nakamura5, and Yoko Tatewaki1
    • 学会等名
      12th International Symposium on Organic Molecular Electronics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication and Polymerization of Nanocrystals Composed of 10,12-Nonacosadienoic Acid2022

    • 著者名/発表者名
      Kohei Hattori1, Sadafumi Nishihara2,3, Shuji Okada4, and Yoko Tatewaki1
    • 学会等名
      12th International Symposium on Organic Molecular Electronics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3 回対称性Tetrathiafulvalene 誘導体とF4TCNQ 錯体からなる ナノファイバーネットワーク構造の作成2022

    • 著者名/発表者名
      大石 博久1, 飯田大雅1, 西原 禎文2, 3, 芥川 智行4, 中村 貴義5, 帯刀 陽子
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 10,12-ノナコサジイン酸を用いたナノ結晶の作成と固相重合評価2022

    • 著者名/発表者名
      服部康平1, 西原禎文2,3, 岡田修司4, 帯刀陽子
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素結合、キラル部位を有するTetrathiafulvalene誘導体からなる ナノコイルネットワーク材料の作成とSaos-2細胞に対する細胞毒性評価"2022

    • 著者名/発表者名
      前園 宜孝1, 西村 珠姫1, 松本 知夏1, 松本 彬2, 西原 禎文3,4, 芥川 智行5, 中村 貴義6, 南 豪2, 帯刀 陽子
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] The Scaffold of molecular nanocoils composed of organic conducting materials, and its electromagnetic properties with AC magnetic field2022

    • 著者名/発表者名
      Yoko Tatewaki1, Tsuyoshi Minami2, Sadafumi Nishihara3, Akutagawa Tomoyuki4 and Takayoshi Nakamura5
    • 学会等名
      12th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics"
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Preparation and Optical Properties of Cage Structures Composed of Disk-like Molecules with Pyridine2021

    • 著者名/発表者名
      Chisato Kobukai1, Momo Tadai1, Sadafumi Nishihara2, Shuji Okada3 and Yoko Tatewaki1
    • 学会等名
      KJF-ICOMEP 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3回対称性を有するTetrathiafulvalene誘導体の合成とそのCT錯体からなるナノファイバーの電気物性評価2021

    • 著者名/発表者名
      大石 博久1, 木村 雄登1, 西原 禎文2, 芥川 智行3, 中村 貴義4, 帯刀 陽子
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 素結合を付与したTTF誘導体とF4TCNQ錯体からなる 分子性ナノコイルスキャホールドのSaos-2細胞に対する毒性評価2021

    • 著者名/発表者名
      松本知夏1, 西村珠姫1,西原禎文2,芥川智行3,中村貴義4,南豪5,帯刀陽子1
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子末端にキラル部位を付与した有機導電体からなる ナノコイルの電磁特性2021

    • 著者名/発表者名
      帯刀 陽子1、西村 珠姫1、菅野 由佳1、西原 禎文2、芥川 智行3、中村 貴義4
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis and Optical Properties of Cage Structures Composed of Tetratopic Pyridyl Compounds2021

    • 著者名/発表者名
      Yoko Tatewaki1, Chisato Kobukai1, Sadafumi Nishihara2
    • 学会等名
      ICFPE2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electromagnetic properties of self-assembled molecular nanocoils composed of phenylmethyl-substituted tetrathiafulvalene derivatives2021

    • 著者名/発表者名
      Yoko Tatewaki, Sadafumi Nishihara, Tomoyuki Akutagawa and Takayoshi Nakamura
    • 学会等名
      Pacifichem 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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