研究領域 | 水圏機能材料:環境に調和・応答するマテリアル構築学の創成 |
研究課題/領域番号 |
22H04560
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研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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配分区分 | 補助金 |
審査区分 |
理工系
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研究機関 | 慶應義塾大学 |
研究代表者 |
長瀬 健一 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 准教授 (10439838)
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研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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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)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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キーワード | 温度応答性高分子 / 機能性界面 / ポリマーブラシ / 水和 / 脱水和 / バイオセパレーション / タンパク質精製 / 細胞分離 |
研究開始時の研究の概要 |
温度変化により水和・脱水和を起こす温度応答性高分子を修飾した材料は、表面の親水性・疎水性が変化するため、タンパク質や細胞との相互作用を制御することができる。この特性を利用したタンパク質・細胞の分離材料としての検討が行われているが、温度応答性高分子が有する性質を存分に発揮しているとはいえない。そこで本研究では、従来までに十分な検討が行われていなかった温度応答性高分子に関与する水分子の挙動の詳細な解析を行う。これにより、さらなる機能性を有する温度応答性高分子界面の設計指針を構築し、革新的な温度応答性分離材料を創出する。
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研究実績の概要 |
本研究では、温度応答性高分子修飾界面での水分子の挙動の詳細な解析を行ない、さらなる機能性を有する温度応答性高分子修飾界面の設計指針を構築し、革新的な分離材料を創出する。 2023年度は、温度応答性高分子であるpoly(N-isopropylacrylamide)(PNIPAAm)に親水性官能基および疎水性官能基が共重合された高分子ブラシを作製し、温度変化による水和挙動の観察を大型放射光施設の赤外分光により観察した。 温度応答性高分子に正電荷を有するN,N-dimethylaminopropylacrylamide(DMAPAAm)をランダム共重合により導入した共重合体P(NIPAAm-co-DMAPAAm)、または、疎水性官能基を有するn-butylmethacrylate (BMA)をランダム共重合により導入した共重合体P(NIPAAm-co-BMA)修飾シリカビーズを原子移動ラジカル重合により作製した。比較対照として、PNIPAAmのみを修飾したシリカビーズも作製した。 湿度、温度を変化させながら、シリカビーズに修飾された高分子の水和挙動を赤外分光により確認したところ、親水性のP(NIPAAm-co-DMAPAAm)は、PNIPAAmと比較して、水和が促進することがわかった。一方、P(NIPAAm-co-BMA)は、PNIPAAmと比較して、脱水和が促進する傾向が見られた。 これらの結果より、温度応答性高分子に親水性および疎水性官能基を導入する事で、水和挙動、脱水和挙動を促進させることがわかった。
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現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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