温度応答性インターフェースの創成と生体分子認識制御

2012 年度 研究成果報告書

• 研究領域: ソフトインターフェースの分子科学
• 研究課題/領域番号: 20106004
• 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: 理工系
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 菊池 明彦 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (40266820)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: ソフト界面 / ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAAm) / 原子移動ラジカル重合 / 温度応答性 / 生体分子 / 分離 / 固定化金属イオンアフィニティー / モノリスカラム

研究概要

本研究では、温度変化に応答して親水性 /疎水性変化する表面をキャピラリー内表面に構築した。この表面の性質変化を利用して微量な生理活性物質の分析を行う分離カラムとしての特性を調査した。ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAAm)とその誘導体の修飾表面で、温度のみを変化させ、ごく微量なステロイド類やタンパク質との相互作用を制御し、分析、分離を実現するマイクロキャピラリーの設計概念を構築することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Modulation of graft architectures for enhancing hydrophobic interaction of biomolecules with thermoresponsive polymer-grafted surfaces (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Idota, A. Kikuchi, J. Kobayashi, K. Sakai, T. Okano
  • 雑誌名: Coll. Surf. B. Biointerfaces 巻: 99 ページ: 95-101
  • DOI: doi:10.1016/j.colsurfb.2011.10.033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermally modulated retention of lymphoctytes on polymer-brush-grafted glass beads (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nagase, N. Mukae, A. Kikuchi, T. Okano
  • 雑誌名: Macromol. Biosci 巻: 12 ページ: 333-340
  • DOI: DOI:10.1002/mabi.201100283
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermo-responsive polymer brushes as intelligent biointerfaces: Preparation via ATRP and characterization (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Nagase, M. Watanabe, A. Kikuchi, M. Yamato, T. Okano
  • 雑誌名: Macromol. Biosci 巻: 11 ページ: 400-409
  • DOI: DOI:10.1002/mabi.201000312
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of thermo-responsive polymer brushes on hydrophilic polymeric beads by surface-initiated atom transfer radical polymerization for a highly resolutive separation of peptides (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Mizutani, K. Nagase, A. Kikuchi, H. Kanazawa, Y. Akiyama, J. Kobayashi, M. Annaka, T. Okano
  • 雑誌名: J. Chromatogr. A 巻: 1217(38) ページ: 5978-5985
  • DOI: doi:10.1016/j.chroma.2010.07.067
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective separation of peptides using highly dense thermo-responsive polymer brush-grafted porous polystyrene beads (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Mizutani, K. Nagase, A. Kikuchi, H. Kanazawa, Y. Akiyama, J. Kobayashi, M. Annaka, T. Okano
  • 雑誌名: J. Chromatogr. B. Anal. Technol. In Biomed. Life Sci 巻: 878(24) ページ: 2191-2198
  • DOI: doi:10.1016/j.jchromb.2010.06.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermo-responsive polymer brush-grafted porous polystyrene beads for all-aqueous chromatography (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Mizutani, K. Nagase, A. Kikuchi, H. Kanazawa, Y. Akiyama, J. Kobayashi, M. Annaka, T. Okano
  • 雑誌名: J. Chromatogr. A 巻: 1217 ページ: 522-529
  • DOI: doi:10.1016/j.chroma.2009.11.073
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of thermoresponsive polymer brush surfaces and their interaction with cells (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Mizutani, A. Kikuchi, M. Yamato, H. Kanazawa, T. Okano
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 29 ページ: 2073-2081
  • DOI: doi:10.1016/j.biomaterials.2008.01.004
  • 査読あり
• [学会発表] Thermoresponsive soft interfaces for modulated interactions with biomolecules: from capillary to nanoparticles (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Kikuchi
  • 学会等名: Joint Symposium of the 5^<th> Utah-Inha DDS & Advanced Therapeutics Research Center Symposium and the 7^<th> International Symposium on Intelligent DDS
  • 発表場所: Incheon, Korea
  • 年月日: 20130523-24
• [学会発表] Thermoresponsive soft interfaces for separation of bioactive compounds (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Kikuchi, Y. Takayama, M. Seo, N. Iwashita, K. Sakamoto, T. Asoh
  • 学会等名: International Conference of Biomaterials Science in Tsukuba 2013
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 20130519-22
• [学会発表] Thermoresponsive interfaces for separation of biomolecules (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Kikuchi, Y. Takayama, M. Seo, N. Iwashita, K. Sakamoto, T. Asoh
  • 学会等名: 9^<th> International Polymer Conference
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 20121211-14
• [学会発表] 一次構造を制御した温度応答性ポリマーブラシ修飾キャピラリーによるタンパク質のアフィニティー相互作用評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩下直人、麻生隆彬、菊池明彦
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋(1H06)
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] 感温性モノリスシリカキャピラリーによる生理活性物質分離に与える分子鎖長の効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 坂本和美、麻生隆彬、菊池明彦
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋(1H05)
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] 固定化金属イオンアフィニティーリガンドを有する感温性マイクロカラム担体の調製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 菊池明彦、瀬尾昌幸、麻生隆彬
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 横浜 (1Pe145)
  • 年月日: 20120529-31
• [学会発表] Preparation of thermoresponsive polymer grafted monolithic silica capillary column enabling to separate bioactive compounds (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Sakamoto, Y. Takayama, T. Asoh, A. Kikuchi
  • 学会等名: International Association of Colloid and Interface Scientists, Conference 2012
  • 発表場所: Sendai. (S4P15-17)
  • 年月日: 20120513-18
• [学会発表] Preparation of thermoresponsive immobilized metal ion affinity brush with controlled primary structures for on-off interaction of proteins (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Iwashita, M. Seo, T. Asoh, A. Kikuchi
  • 学会等名: International Association of Colloid and Interface Scientists, Conference 2012
  • 発表場所: Sendai. (S4P15-16)
  • 年月日: 20120513-18
• [学会発表] Thermoresponsive soft interfaces for modulation of biomolecules interaction (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Kikuchi, Y. Takayama, M. Seo, N. Iwashita, K. Sakamoto, T. Asoh
  • 学会等名: Softinterface Minisymposium on Biomaterials Science in Tsukuba 2012
  • 発表場所: University of Tsukuba
  • 年月日: 20120317-19
• [学会発表] 温度応答性ソフト界面と生体分子との相互作用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊池明彦,麻生隆彬
  • 学会等名: 第33回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: 京都・京都テルサ
  • 年月日: 20111121-22
• [学会発表] 感温性ポリマーからなるソフトインターフェースの創製とクロマト担体としての特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊池明彦, 麻生隆彬
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス
  • 年月日: 20110928-30
• [学会発表] Thermoresponsive soft interfaces for modulated biomolecular interactions (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Kikuchi, Y. Takayama, H. Moriyama, T. Asoh
  • 学会等名: 12th IUMRS-ICA 2011
  • 発表場所: Nangang Exhibition Center (Taipei, Taiwan)
  • 年月日: 20110919-22
• [学会発表] 温度応答性ブラシ表面を持つキャピラリークロマト担体による種々ステロイドの分離 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高山陽亮, 麻生隆彬, 菊池明彦
  • 学会等名: 高分子学会年次大会
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 20110525-27
• [学会発表] Thermoresponsive soft interfaces for modulated interaction with biomolecules (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Kikuchi, T. Asoh
  • 学会等名: 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PacifiChem 2010)
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii
  • 年月日: 20101215-20
• [学会発表] Thermoresponsive interfaces for separation and analysis of biomolecules toward rapid drug monitoring (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Kikuchi, T. Asoh
  • 学会等名: 2010 International Syposium of the Intelligent Drug Delivery System
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20100506-07
• [学会発表] Thermoresponsive surfaces for separation of bioactive molecules (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Kikuchi, T. Asoh
  • 学会等名: 2010 International Advanced Drug Delivery Symposium
  • 発表場所: National Tsing Hua University, Taiwan
  • 年月日: 20100429-30
• [学会発表] 温度応答性表面のバイオデバイスへの応用",菊池明彦要旨集 p.27-32 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高分子学会
  • 学会等名: 08-6ポリマーフロンティア 21
  • 発表場所: 東京工業大学百年記念館フェライト会議室(東京)
  • 年月日: 2009-02-20
• [学会発表] "生体分子の分離を目指す温度応答性カラムの創製"菊池明彦 要旨集 p.23-26 (2008)
  • 学会等名: 第 19回高分子ゲル研究会講座
  • 発表場所: 東京・(独)産業技術総合研究所臨海副都心センター別館 11階第 1会議室
  • 年月日: 2008-12-08
• [図書] 命を守る材料 (2012)
  • 著者名/発表者名: 菊池明彦,曽我公平,牧野公子,柴建次,大塚英典
  • 総ページ数: 2-3, 8-23, 40-71, 148-168
  • 出版者: 東京書籍
• [図書] 「4.3温度応答性インターフェース」,「ソフトマター.分子設計・キャラクタリゼーションから機能性材料まで.」, 高原淳,栗原和枝,前田瑞夫編 (2009)
  • 著者名/発表者名: 菊池明彦
  • 出版者: 丸善(東京)
• [図書] バイオマテリアルの基礎, 前田・塙・石原編
  • 著者名/発表者名: 菊池明彦
  • 総ページ数: 118-124
  • 出版者: 日本医学館(東京)