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好熱菌の環状脂質分子を摸倣した高分子の自己組織化による機能材料の開発

公募研究

研究領域生物多様性を規範とする革新的材料技術
研究課題/領域番号 15H01595
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関北海道大学

研究代表者

山本 拓矢  北海道大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30525986)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2016年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2015年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード自己組織化
研究実績の概要

本研究は、好熱菌と呼ばれる単細胞生物の細胞膜に存在する環状脂質分子を摸倣した合成高分子に自己組織化を誘導し、形成した好熱菌細胞膜モデルを利用して高安定性獲得のメカニズムの解明を行い、その応用を探求するものである。本年度の実績として、昨年度までに作製に成功したベシクルの詳細な構造解析を行い、さらにそのベシクル水溶液をNaCl、HClまたはNaOH存在下、および様々な温度条件下において、光散乱測定および水溶液の光透過性によりベシクルの熱安定性を評価した。加えて、フルオレセインナトリウム塩やローダミン6Gの存在がどの様に構造安定性に影響を与えるかについて評価を行った。
静的光散乱測定から求めた会合体の分子量から、いずれも中空構造が示唆され、環状高分子から得られたベシクルの会合数が直鎖状高分子のベシクルよりもやや大きいことから、環状高分子はより密な自己組織化構造体を形成していることが示唆された。この結果は、環状高分子から成るミセルが直鎖状高分子から成るミセルと比較して、より密な構造を形成することと合致している。直鎖状および環状ブロック共重合体から得られたベシクルの熱安定性を動的光散乱測定により評価したところ両ベシクルは、純水中ではいずれも80 °Cを超える耐熱性を示す一方、NaClを添加すると、有意に熱安定性が変化した。また、フルオレセインナトリウム塩やローダミン6G、および酸塩基の影響も確認された。これらの結果より、ベシクルに対する高分子トポロジーとゲスト分子および周囲の環境に関する知見が得られた。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 謝辞記載あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 10件、 招待講演 12件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Load-Induced Frictional Transition at a Well-Defined Alkane Loop Surface2017

    • 著者名/発表者名
      A. Shundo, K. Hori, Y. Tezuka, T. Yamamoto, and K. Tanaka
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 33 号: 9 ページ: 2396-2401

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.6b04042

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Formation and Properties of Vesicles from Cyclic Amphiphilic PS-PEO Block Copolymers2016

    • 著者名/発表者名
      Eisuke Baba, Toshiaki Yatsunami, Yasuyuki Tezuka, Takuya Yamamoto
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 32 号: 40 ページ: 10344-10349

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.6b03148

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Construction of Hybrid-Multicyclic Polymer Topologies Comprised of Dicyclic Structure Units by Means of An ESA-CF/Click-Linking Protocol2016

    • 著者名/発表者名
      Yoichiro Tomikawa, Takuya Yamamoto, Yasuyuki Tezuka
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 49 号: 11 ページ: 4076-4087

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.6b00637

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hydrogel Formation by the 'Topological Conversion' of Cyclic PLA-PEO Block Copolymers2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yamamoto, Kotaro Inoue, Yasuyuki Tezuka
    • 雑誌名

      Polym. J.

      巻: 48 号: 4 ページ: 391-398

    • DOI

      10.1038/pj.2015.134

    • NAID

      120005906894

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Topological "Interfacial" Polymer Chemistry―Dependency of Polymer "Shape" on Surface Morphology and Stability of Layer Structures When Heating Organized Molecular Films of Cyclic and Linear Block Copolymers of n-Butyl Acrylate-Ethylene Oxide―2016

    • 著者名/発表者名
      Qi Meng, Satoshi Honda, Yasuyuki Tezuka, Takuya Yamamoto, Atsuhiro Fujimori
    • 雑誌名

      J. Polym. Sci., B, Polym. Phys.

      巻: 53 号: 4 ページ: 486-498

    • DOI

      10.1002/polb.23936

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Phase Separation and Self-Assembly of Cyclic Amphiphilic Block Copolymers with a Main-Chain Liquid Crystalline Segment2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Honda, Maito Koga, Masatoshi Tokita, Takuya Yamamoto and Yasuyuki Tezuka
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 印刷中 号: 22 ページ: 4167-4176

    • DOI

      10.1039/c5py00346f

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] NMR Relaxometry for the Thermal Stability and Phase Transition Mechanism of Flower-like Micelles from Linear and Cyclic Amphiphilic Block Copolymers2015

    • 著者名/発表者名
      Haruna Wada, Yu Kitazawa, Shigeki Kuroki, Yasuyuki Tezuka, Takuya Yamamoto
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 31 号: 32 ページ: 8739-8744

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.5b01902

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Light- and Heat-Triggered Reversible Linear-Cyclic Topological Conversion of Telechelic Polymers with Anthryl End Groups2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yamamoto, Sakyo Yagyu, Yasuyuki Tezuka
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 48 号: 11 ページ: 391-398

    • DOI

      10.1021/jacs.6b00800

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cyclic Polymers Leading Topology Effects upon Self-Assemblies, Dynamics, and Responses.2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yamamoto, Yasuyuki Tezuka
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 11 号: 38 ページ: 7458-7468

    • DOI

      10.1039/c5sm01557j

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Self-Assembly and Topological Conversion of Cyclic Polymers2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yamamoto
    • 学会等名
      Invited Lecture
    • 発表場所
      Shanghai,China
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Reversible Linear-Cyclic Topological Conversion of Telechelic Polymers by Photo- and Thermal Reactions2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yamamoto
    • 学会等名
      Symposium of Cyclic Polymer
    • 発表場所
      Suzhou,China
    • 年月日
      2016-10-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 環状両親媒性ブロック共重合体の自己組織化によるベシクルの構築およびゲスト包摂2016

    • 著者名/発表者名
      山本拓矢、八ッ波俊明
    • 学会等名
      第67回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      北海道教育大学(北海道旭川市)
    • 年月日
      2016-09-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 環状両親媒性高分子ベシクルへのゲスト包摂と熱安定性に対するトポロジー効果2016

    • 著者名/発表者名
      八ッ波俊明、馬場英輔、山本拓矢、手塚育志
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Reversible Topological Transformation to Form Cyclic Polymers by Heat- and Light-Triggered Reactions2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yamamoto
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Bilateral Polymer Symposium 2016
    • 発表場所
      Hsinchu,Taiwan
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 環状高分子の合成と機能の創出2016

    • 著者名/発表者名
      山本拓矢
    • 学会等名
      31st Summer University in Hokkaido
    • 発表場所
      定山渓ビューホテル(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-09-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 環状高分子の集積に基づいた機能材料開発2016

    • 著者名/発表者名
      山本拓矢
    • 学会等名
      伸長プロセス専門委員会
    • 発表場所
      JSW(室蘭市)
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Self-assembly and Topological Transformation of Cyclic Polymers2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yamamoto
    • 学会等名
      International Workshop on Topology and Graphs in Polymer Chemistry
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Functional Materials by Self-Assembly of Cyclic Polymers2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yamamoto
    • 学会等名
      HU-NTU-CERMAV Joint Symposium on Functional Materials
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-08-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 環状両親媒性高分子によるベシクル構築とゲスト包摂による物性変化2016

    • 著者名/発表者名
      山本拓矢
    • 学会等名
      生物規範工学 公開講演会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-08-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 環状両親媒性ブロック共重合体によるベシクルの構築2016

    • 著者名/発表者名
      山本拓矢
    • 学会等名
      精密ネットワークポリマー研究会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-07-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 環状高分子の自己組織化と機能発現2016

    • 著者名/発表者名
      山本拓矢
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場・展示場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 環状両親媒性高分子の自己組織化によるベシクルの構築およびゲスト包摂による効果2016

    • 著者名/発表者名
      八ッ波俊明、馬場英輔、手塚育志、山本拓矢
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場・展示場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Linear-cyclic topological transformation for switching the properties of polymer materials2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yamamoto, Naoto Sugai, Shigeo Asai, Yasuyuki Tezuka
    • 学会等名
      PacifiChem 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Topology effects by amphiphilic cyclic block copolymers on their vesicle and emulsion stabilities2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yamamoto, Eisuke Baba, Toshiaki Yatsunami, Yasuyuki Tezuka
    • 学会等名
      PacifiChem 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photo- and thermo-induced reversible transformation of cyclic and linear polymer topologies2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yamamoto, Sakyo Yagyu, Yasuyuki Tezuka
    • 学会等名
      PacifiChem 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Topological Transformation and Self-Assembly of Cyclic Polymers2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yamamoto
    • 学会等名
      Japan-Korea Joint Symposium 2015
    • 発表場所
      Kitakyushu International Conference Center
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Reversible Linear-Cyclic Topological Transformation by Photo- and Thermo-Reactions2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yamamoto, Sakyo Yagyu, Yasuyuki Tezuka
    • 学会等名
      APME2015
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama
    • 年月日
      2015-10-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 環状両親媒性高分子によるベシクル構築とゲスト包摂2015

    • 著者名/発表者名
      八ッ波俊明、馬場英輔、手塚育志、山本拓矢
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学 川内キャンパス
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 環状および直鎖状ポリ乳酸による酵素分解反応のトポロジー効果の検討2015

    • 著者名/発表者名
      金子和輝、手塚育志、山本拓矢
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学 川内キャンパス
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 環状高分子の自己組織化による分子集合体の形成と機能発現2015

    • 著者名/発表者名
      山本 拓矢
    • 学会等名
      関東高分子若手研究会 サマーキャンプ2015
    • 発表場所
      東京農工大学 館山荘
    • 年月日
      2015-08-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 環状両親媒性ブロック共重合体を利用したベシクルの構築2015

    • 著者名/発表者名
      山本拓矢、八ッ波俊明、馬場英輔、手塚育志
    • 学会等名
      平成27年度繊維学会年次大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2015-06-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 両親媒性環状PS-PEOブロック共重合体から構築されるベシクルの構造安定性検討2015

    • 著者名/発表者名
      馬場 英輔、八ツ波 俊明、手塚 育志、山本 拓矢
    • 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
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] アントラセン末端テレケリクスの光・熱反応に基づく直鎖状-環状高分子トポロジーの可逆的変換2015

    • 著者名/発表者名
      柳生 左京、手塚 育志、山本 拓矢
    • 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
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 両親媒性環状および直鎖状ブロック共重合体に包摂したゲスト分子の放出挙動2015

    • 著者名/発表者名
      松峰 陸、手塚 育志、井上 浄、山本 拓矢
    • 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
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 環状両親媒性ブロック共重合体を用いたベシクルの構築と磁性ナノ粒子の包摂2015

    • 著者名/発表者名
      八ッ波 俊明、馬場 英輔、手塚 育志、北本 仁孝、山本 拓矢
    • 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
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 環状・直鎖状ポリ乳酸の酵素分解反応におけるトポロジー効果の検討2015

    • 著者名/発表者名
      金子 和輝、手塚 育志、山本 拓矢
    • 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
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] ナノメディシン2017

    • 著者名/発表者名
      山本拓矢 他
    • 総ページ数
      200
    • 出版者
      キヤノン財団ライブラリ
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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