高分子固体表面とたんぱく質間の相互作用力の直接評価

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08878175
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 高原 淳 九州大学, 工学部, 助教授 (20163305)
• キーワード: 有機シラン単分子膜 / タンパク吸着 / 相分離構造 / 原子間力顕微鏡 / 表面構造 / Langmuir法 / 混合単分子膜 / 表面プラズモン共鳴

研究概要

1)有機シラン単分子膜によるモデル表面の構築 水面上に有機シラン化合物の溶液を展開し縮合重合することにより水面上に高分子化有機シラン単分子膜を調製し、水酸基を表面に有する平滑で清浄な基板に単分子膜をLangmuir法で固定化した。結晶性の有機シラン化合物と非晶性の有機シラン化合物の混合単分子膜よりナノメーターオーダーの膜厚の環境に安定な相分離表面を調製した。膜の表面構造をX線光電子分光測定装置(XPS)、フーリエ変換赤外分光装置及び原子間力顕微鏡(AFM)を用いて評価した。AFM観察により混合単分子膜でのメゾスコピックレベルでの相分離構造を確認した。また混合単分子膜の一成分を非重合性の成分としたとき、混合単分子膜調製後、一成分を有機溶媒で除去しSi表面を露出させ、第三成分の有機シラン化合物をSi表面に化学吸着させることにより種々の2次元構造制御された表面構造を有する混合単分子膜の形成を確認した。
2)固定化単分子膜表面と生体成分の相互作用の直接解析 単一成分系および相分離構造を形成した固定化単分子膜表面へのタンパク質の吸着挙動をAFM観察あるいは表面プラズモン共鳴分光法(SPR)を用いて解析した。SPRによるタンパク質の吸着量の測定結果は疎水性の高い表面でタンパク質が強固に吸着されることを明らかにした。またAFM観察により、相分離構造を有する表面では疎水性ドメインに選択的にタンパク質が吸着することを明らかにした。さらに相分離表面とタンパク質間に働く力をAFMを用いて測定した。

研究成果

• [文献書誌] K.Kojio,S.R.Ge,A.Takahara,T.Kajiyama: "Molecular Aggregation State of n-Octadecyltrichlorosilane Monolayer Prepared at an Air/Water Interface" Langmuir. Vol.14. 1747-1754 (1998)
• [文献書誌] S.-R.Ge,K.Kojio,A.Takahara,T.Kajiyama: "Bovine Serum Albumin Adsorption onto Immobilized Organotrichlorosilane Surface:Influence of Phase Separation on Protein Adsorption Behavior" J.Biomater.Sci.,Polym.Ed.Vol.9,No.2. 131-150 (1998)
• [文献書誌] A.Takahara,S.-R.Ge,K.Kojio,T.Kajiyama: "Scanning Force Microscopiy of Surface Structure and Surface Mechanical Properties of Organotrichlorosilane Monolayers Prepared by Langmuir Method" ACS Symposium Series,American Chemical Society. (印刷中). (1998)
• [文献書誌] 小椎尾 謙、戈 守仁、高原 淳、梶山 千里: "高分子化シラン単分子膜と生体成分の相互作用" 高分子論文集. Vol.55(印刷中). (1998)
• [文献書誌] 高原 淳、梶山 千里: "高分子化有機シラン単分子膜の表面凝集構造と表面物性" 機能材料. Vol.17. 40-47 (1997)
• [文献書誌] 高原 淳(共著): "大学院高分子科学" 講談社サイエンテイフィック, 22 (1997)