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力学応答性高分子複合体の動的らせん形成を利用する生体内応力の検出

研究課題

研究課題/領域番号 23750139
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 高分子化学
研究機関九州先端科学技術研究所

研究代表者

白木 智丈  九州先端科学技術研究所, ナノテク研究室, 研究員 (10508089)

研究期間 (年度) 2011
研究課題ステータス 中途終了 (2011年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2011年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードらせん / 多糖 / 共役高分子 / 超分子 / 包接 / 刺激応答性 / 力学応答
研究概要

微小領域で発生する力を検出・測定できるナノ材料は、細胞中で働く力や動き及びその作用を分析する手法への応用が考えられため、細胞の分化などの生命現象の解明や癌医療・再生医療に貢献する新技術を創出することが期待される。本研究では、超分子化学的手法により独自に開発した刺激応答性らせん状高分子複合体の創製技術を利用し、新たに外力によって光学特性変化を導くことを原理とする力学応答性プローブの開発を進めている。今回、開発に成功した技術を以下に記す。
1.高発光効率を示すプローブの創製:従来、ポリチオフェン誘導体などの一般に量子収率の低い共役高分子とらせん多糖との複合化に成功していたが、量子収率の高いポリフルオレン誘導体との複合体は得られていなかった。今回、主鎖骨格を新たにデザインしたポリフルオレン誘導体を合成した結果、らせん多糖との複合化が可能となり、量子収率が水中で0.7を超えるプローブを得ることに成功した(従来系では0.04程度)。
2.プローブと高分子マトリックスとの複合化法の開発:延伸などの力学作用に対する応答性を評価するために、プローブを高分子マトリックス中に分散・固定化したフィルム等を作製した。ここでは、クリックケミストリーの利用により、プローブにポリエチレングリコール鎖やポリNイソプロピルアクリルアミド鎖などを任意の割合で導入できる技術を開発した。その結果、プローブが均一に分散性した製膜性の良いフィルムを調製できることを確認した。現在、力学刺激に対する応答性について検証を進めている。
以上のように、多様な分子設計が可能な本刺激応答性高分子複合体は、本研究目的である細胞に利用可能な力学応答性プローブをはじめとして、種々のナノスマートマテリアルを開発するために有用な新素材となりうることを見出した。

報告書

(1件)
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Stereochemistry-dependent, mechanoresponsive supramolecular host assemblies for fullerenes: Aguest-induced enhancement of thixotropy2012

    • 著者名/発表者名
      Dawn A, Shiraki T, Ichikawa H, Takada A,Takahashi Y, Tsuchiya Y, Lien L.T.N, Shinkai S
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc

      巻: 134 号: 4 ページ: 2161-2171

    • DOI

      10.1021/ja211032m

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heat and light dual switching of a single-walled carbon nanotube/thermo-responsive helical polysaccharide complex: a new responsive system applicable to photodynamic therapy2011

    • 著者名/発表者名
      Shiraki, Tomohiro; Dawn, Arnab; Lien, Le Thi Ngoc; Tsuchiya, Youichi; Tamaru, Shun-ichi; Shinkai, Seiji
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 47 号: 25 ページ: 7065-7067

    • DOI

      10.1039/c1cc11288k

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ポリチオフェンの不斉凝集を読み出しに利用する糖のパターン認識2012

    • 著者名/発表者名
      白木智丈、土屋陽一、DAWN Arnab、新海征治
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス・矢上キャンパス
    • 年月日
      2012-03-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] One-dimensional Nanowires of Conjugated Polymers and Carbon Nanotu bes Functionalized by Helical Polysaccharide Wrapping2012

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Shiraki, Arnab Dawn, Youichi Tsuchiya, Seiji Shinkai
    • 学会等名
      2nd Molecular Materials Meeting (M3)
    • 発表場所
      BIOPOLIS, Singapore
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Responsive polymer complex fabrication through supramolecular wrapping with helix-forming polysaccharide derivatives obtained by a click reaction2011

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Shiraki, Arnab Dawn, Thi Ngoc Lien Le, Youichi Tsuchiya, Shun-ichi Tamaru, Seiji Shinkai
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Supramolecules & Assemblies, Chemistry of Properties and Organization at Multiple Scales
    • 発表場所
      Lucca (Barga), Italy
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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