機能集積表面を持つ単分散高分子ナノスフェア

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09232249
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 明石 満 鹿児島大学, 工学部, 教授 (20145460)
• 研究分担者: 芹澤 武 鹿児島大学, 工学部, 助手 (30284904)
• キーワード: ナノスフェア / マクロモノマー / ウイルス捕捉 / ドラッグデリバリーシステム / 触媒担体 / 集積素材

研究概要

水溶性マクロモノマーと疎水性モノマーのラジカル共重合を水-エタノール混合溶媒を用いて行うと、生成するグラフトポリマーが自己秩序化し新水性グラフト鎖を表面に持つ水分散安定性の高い単分散高分子ナノスフェアが得られることを見出しており、種々のナノスフェア合成とその機能に関する研究を行った。
合成と構造に関する基礎研究:分子量分布の狭いマクロモノマーとして末端メタクリロイルあるいはビニルビンジルのポリエチレングリコール(PEG)を用い、モノマーにスチレンあるいはメチルメタクリレートを用いた系を取り上げ、この高分子ナノスフェアの形状(表面にPEG鎖が集積)、粒径、表面PEG鎖層の厚みなどに関して動的光散乱の結果を基にして議論した。一方、この系におけるラジカル共重合の動力学についてもさらに検討を加えた。また、感熱応答性素子であるポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)マクロモノマーを用いた系について、粒径に及ぼす種々の因子について結果をまとめた。
さらに、我々が独自に開発した感熱応答性高分子ポリ(N-ビニルイソブチルアミド)を持つ高分子ナノスフェア合成を行い、熱刺激により粒径変化が見られることを明らかとした。
機能に関する研究:まず、集積材料素材となり得るか否かについて検討した。水晶発振子基板上でポリイオン鎖が表面に集積したポリスチレンナノスフェアを吸着できることを明らかにした。ペプチド経口DDS担体としてこのナノスフェアが有効であり、また、レクチンを固定化するとエイズウイルス捕捉が可能になることを明らかとした。さらに、白金触媒の担体としても機能することを見出した。

研究成果

• [文献書誌] C.Wu, M.Akashi, M-Q.Chen,: "A Simple Structural Model for the Polymer Microsphere Stabilized by the Poly(ethylene oxide)Macromonomers Grafted on Its Surface" Macromolecules. 30. 2187-2189 (1997)
• [文献書誌] S.Sakuma, N.Suzuki, H.Kikuchi, K.Hiwatari, K.Arikawa, A.Kishida, M.Akashi: "Oral Peptide Delivery Using Nanoparticles Composed of Novel Graft Copolymers Having Hydrophobic Backbone and Hydrophilic Branches" Int.J.Pharm.149. 93-106 (1997)
• [文献書誌] T.Serizawa, M.Akashi: "Accumulation of Cationic-polymer Grafted poly(styrene)Nanospheres onto an Anionic-polymer Surface" Chem.Lett.809-810 (1997)
• [文献書誌] S.Sakuma, N.Suzuki, H.Kikuchi, K.Hiwatari, K.Ankawa, A.Kishida, M.Akashi: "Absorption Enhancement of Orally Administerd Salmon Calcitonin by Polystyrene Nanoparticles Having Poly(N-isopropylacrylamide)Branches on Their Surfaces" Int.J.Pharm.158. 69-78 (1997)
• [文献書誌] I.Capek, M.Riza, M.Akashi: "Dispersion copolymerization of Poly(oxyethylene)Macromonomers and Styrene" J.Polym.Sci.Part A:Polym.Chem.Ed. 35. 3131-3139 (1997)
• [文献書誌] S.Sakuma, Y.Ishida, N.Suzuki, H.Kikuchi, K.Hiwatari, A.Kishida, M.Akashi, M.Hayashi: "Stabilization of Salmon Calcitonin by Polystyrene Nanoparticles Having Surface Hydrophilic Polymeric Chains,against Enzymatic Degradation" Int.J.Pharm.159. 181-189 (1997)
• [文献書誌] M.Akashi, T.Nikawa, T.Serizawa, T.Hayakawa, M.Baba: "Capture of HIV-1 gp120 and Virions by Lectin-immobilized Polystyrene Nanospheres" Bioconjugate Chem.9. 50-53 (1998)
• [文献書誌] M-Q.Chen, T.Serizawa, M.Akashi: "Graft Copolymers Having Hydrophobic Backbone and Hydrophilic Branches.XVII.Effects of Various parameters on Size and Morphology of Microspheres using poly(N- ・・・" Polym.Adv.Tech. (印刷中).
• [文献書誌] T.Serizawa, M-Q.Chen, M.Akashi: "Unusual Size Formation of Polymeric Nanospheres Synthesized by the Free Radical Polymerization in Ethanol-Water Solvents" Langmuir. (印刷中).
• [文献書誌] C.W.Chen, M.Q.Chen, T.Serizawa, M.Akashi: "In Situ Synthesis and Their Catalytic Properties of Platinum Colloids on Polystyrene Microsphers with Surface-Grafted Poly(N-isopropylacrylamide)." Chemical Communications. (印刷中).