種々の二酸化炭素応答性を持つ高分子微粒子の創製と分子認識材料への応用

• 研究課題/領域番号: 25870429
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 高分子化学; ケミカルバイオロジー
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 北山 雄己哉 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40649745)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 刺激応答性 / 分子認識 / 高分子微粒子 / タンパク質 / 二酸化炭素 / 刺激応答 / 有機／無機複合粒子 / 窒素 / コロイド / 高分子合成 / 制御／リビングラジカル重合 / 金ナノ粒子

研究成果の概要

本研究では、温和な気体刺激に応答する官能基を含む開始剤あるいはモノマーを用い、乳化重合などの粒子設計技術とCLRPなどの高分子設計技術を駆使することでCO2に様々な形で刺激応答を示す新規な分子認識用高分子微粒子材料を創製した。具体的には以下の成果を得た。
(1) 温和な気体刺激により可逆的に分散・沈降状態を操作できる有機／無機複合微粒子の創製と高効率回収法の開発 (2) 温和な気体刺激により分子認識能をON/OFFスイッチャブルに調整可能な分子認識能をもつMIP粒子の開発 (3)重合温度やコモノマー種が温和な気体刺激応答性MIP粒子の分子認識能に与える影響についての詳細な検討

研究成果

• [雑誌論文] Amphiphilic Polymerizable Porphyrins Conjugated to a Polyglycerol Dendron Moiety as Functional Surfactants for Multifunctional Polymer Particle (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Moriishi, Y. Kitayama T. Ooya, T. Takeuchi
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 31 号: 47 ページ: 12903-12910
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.5b02865
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Monodispersed Submillimeter-Sized Molecularly Imprinted Particles Selective for Human Serum Albumin Using Inverse Suspension Polymerization in Water-in-Oil Emulsion Prepared Using Microfluidics (2015)
  • 著者名/発表者名: Kyohei Takimoto, Eri Takano, Yukiya Kitayama, Toshifumi Takeuchi
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 31 号: 17 ページ: 4981-4987
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.5b00769
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis of CO2/N2-Triggered Reversible Stability-Controllable Poly(2-(diethylamino)ethyl methacrylate)-grafted-AuNPs by Surface-Initiated Atom Transfer Radical Polymerization (2014)
  • 著者名/発表者名: Yukiya Kitayama and Toshifumi Takeuchi
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 30 号: 42 ページ: 12684-12689
  • DOI: 10.1021/la502801t
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Emulsifier-free, organotellurium-mediated living radical emulsion polymerization (emulsion TERP) of styrene: poly(dimethylaminoethyl methacrylate) macro-TERP (2014)
  • 著者名/発表者名: Yukiya Kitayama, Masayoshi Okubo
  • 雑誌名: Polymer Chemistry 巻: 5 号: 8 ページ: 2784-2792
  • DOI: 10.1039/c3py01539d
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Supraparticles comprised of molecularly imprinted nanoparticles and modified gold nanoparticles as a nanosensor platform (2013)
  • 著者名/発表者名: Akane Uchida, Yukiya Kitayama, Eri Takano, Tooru Ooya and Toshifumi Takeuchi
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 3 号: 47 ページ: 25306-25311
  • DOI: 10.1039/c3ra43660h
  • 査読あり
• [学会発表] Molecularly Imprinted Nanogels for Human Serum Albumin Recognition (2015)
  • 著者名/発表者名: Yukiya Kitayama, Reo Sasao, Toshifumi Takeuchi
  • 学会等名: The international chemical congress of pacific basin societies 2015 (Pacifichem2015)
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii
  • 年月日: 2015-12-10
  • 国際学会
• [学会発表] Synthesis of protein-imprinted core/shell polymer particles bearing ON/OFF switchable molecular recognition property via CO2/N2 bubbling (2015)
  • 著者名/発表者名: Manabu Isomura, Yukiya Kitayama, Toshifumi Takeuchi
  • 学会等名: The international chemical congress of pacific basin societies 2015 (Pacifichem2015)
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii
  • 年月日: 2015-12-10
  • 国際学会
• [学会発表] 標的タンパク質を選択的に結合する分子インプリントナノゲル粒子の創製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 北山雄己哉•笹尾玲雄・竹内俊文
  • 学会等名: 第9回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 熊本大学黒髪南地区キャンパス（熊本県・中央区）
  • 年月日: 2015-09-10
• [学会発表] 標的タンパク質を選択的に認識する分子インプリントナノゲル粒子の合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 北山雄己哉・笹尾玲雄・竹内俊文
  • 学会等名: 第22回クロマトグラフィーシンポジウム
  • 発表場所: 近畿大学東大阪キャンパス（大阪府・東大阪市）
  • 年月日: 2015-05-28
• [学会発表] Synthesis of Nanometer-sized Molecularly Imprinted Polymer Particles by Emulsifier-Free Aqueous Dispersed System in a Buffered Solution (2015)
  • 著者名/発表者名: Yukiya Kitayama, Reo Sasao, Toshifumi Takeuchi
  • 学会等名: 第64回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道・札幌)
  • 年月日: 2015-05-27
• [学会発表] 二酸化炭素・窒素に応答して分散安定性制御可能な金ナノ粒子の合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 北山雄己哉、竹内俊文
  • 学会等名: 第64回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道・札幌)
  • 年月日: 2015-05-27
• [学会発表] Molecularly Imprinted Nanoparticles as Artificial Antibodies for Protein Recognition (2015)
  • 著者名/発表者名: Yukiya Kitayama, Reo Sasao, Toshifumi Takeuchi
  • 学会等名: 4th International Conference on Bio-Sensing Technology
  • 発表場所: Lisbon, Portugal
  • 年月日: 2015-05-10
  • 国際学会
• [学会発表] Synthesis of protein-imprinted core/shell polymer particles bearing ON/OFF switchable molecular recognition property via CO2/N2 bubbling (2015)
  • 著者名/発表者名: 磯村 学，北山雄己哉，竹内俊文
  • 学会等名: 第95回日本化学会春季年次大会
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス（船橋）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] Preparation of Organic/Inorganic Hybrid Particles bearing Dispersion/Aggregation State Controllability with CO2/N2 Bubbling in Aqueous Dispersed System (2015)
  • 著者名/発表者名: 北山雄己哉，竹内俊文
  • 学会等名: 第95回日本化学会春季年次大会
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス（船橋）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 表面開始原子移動ラジカル重合を用いた高分子リガンド修飾金ナノ粒子の合成とバイオマーカータンパク質の高感度検出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 北山雄己哉，竹内俊文
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎大学（長崎）
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] 二酸化炭素および窒素に応答して分散状態制御可能な有機/無機複合微粒子の合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 北山 雄己哉，竹内 俊文
  • 学会等名: 第60回 高分子研究発表会（神戸）
  • 発表場所: 兵庫県民会館（神戸）
  • 年月日: 2014-07-24 – 2014-07-25
• [学会発表] 表面開始原子移動ラジカル重合による炎症マーカータンパク質高感度検出のための高分子リガンド修飾金ナノ粒子の合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 北山 雄己哉，竹内 俊文
  • 学会等名: 第60回 高分子研究発表会（神戸）
  • 発表場所: 兵庫県民会館（神戸）
  • 年月日: 2014-07-24 – 2014-07-25
• [学会発表] マイクロ流路を用いたヒト血清アルブミン認識高分子微粒子の合成微粒子の合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 瀧本 京平, 高野 恵里, 北山 雄己哉 , 竹内 俊文
  • 学会等名: 第21回 クロマトグラフィーシンポジウム
  • 発表場所: 名古屋工業大学（名古屋）
  • 年月日: 2014-06-05 – 2014-06-06
• [学会発表] Synthesis of Poly(methacryloyoxyethyl phosphoorylcholine)-grafted Au Nanoparticles for C-reactive Protein Sensing. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yukiya Kitayama, Toshifumi Takeuchi
  • 学会等名: Pittcon2014
  • 発表場所: Chicago (USA)
• [学会発表] 表面開始原子移動ラジカル重合を用いたC反応性プロテイン結合性高分子リガンドを有する金ナノ粒子の合成とその選択的認識特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 北山雄己哉、竹内俊文
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 表面開始原子移動ラジカル重合によるPMPC 修飾金ナノ粒子の合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 北山雄己哉、竹内俊文
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢
• [学会発表] 炎症マーカー認識高分子リガンド修飾金ナノ粒子の合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 北山雄己哉、竹内俊文
  • 学会等名: 第７回バイオ関連シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 分子インプリントナノ粒子ー金ナノ粒子 超分子複合体を利用した高感度センシング (2013)
  • 著者名/発表者名: 内田朱音、北山雄己哉、大谷亨、竹内俊文
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 分子インプリントナノ粒子－金ナノ粒子複合体を用いた低分子生物活性物質の高感度センシング (2013)
  • 著者名/発表者名: 内田朱音、高野恵理、北山雄己哉、大谷 亨、竹内俊文
  • 学会等名: 第 26回バイオメディカル分析科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京