機能集積表面を持つ単分散高分子ナノスフェア

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10126248
• 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) ; 岸田 晶夫 鹿児島大学, 工学部, 助教授 (60224929)
• キーワード: 水溶性マクロモノマー / ラジカル共重合 / グラフトポリマー / コア-コロナ型高分子ナノスフェア / 粒径制御 / 刺激応答性ナノスフェア / ペプチド経口IDDS / 白金触媒固定化担体

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高分子の秩序化を駆動力とし親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。疎水性コア、親水性グラフト鎖をコロナとするいわゆるコア-コロナ型高分子ナノスフェアである。この重合系とナノスフェアの構造上の特徴を明らかにし、種々の高機能性ナノスフェア合成に関する研究を行った。共重合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ベンジルのポリエチレングリコールを用い、モノマーにスチレン(St)あるいはメチルメタクリレートを用いた系を取り上げ、粒径に及ぼす種々の因子を整理した。PolyStコアの場合、単分散性が保たれることを条件に、80nm-3100nmの範囲で種々の粒径のナノスフェアが得られること等を明らかとした。また、エタノール/水の溶媒比には粒径に特異な比率が存在することを見出した。実際にコロナ層が存在することについては従来のXPS解析に加えて、ナノスフェアをエポキシ樹脂に包埋し、ミクロトームで切断し薄膜とし、オスミウム酸で染色することよって観察した。これまでのコアーコロナ型であるとの提案が正しい事が証明できた。機能に関する研究:刺激応答性ナノスフェアについて、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)をコロナに持つPSt高分子ナノスフェアの合成を行った結果、熱刺激により粒径変化が見られた。ナノスフェアの集積化については、特に、市販のPStナノスフェアの水晶発振子基盤への吸着挙動について検討した。そのほか、糖鎖或いはレクチンを持つナノスフェアの合成、ペプチド経口DDS研究、白金触媒固定化担体への展開研究を行った。

研究成果

• [文献書誌] M.Akashi, T.Niikawa, 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] T.Serizawa, M-Q.Chen, M.Akashi: "Unusual Size Formation of Polymeric Nanospheres Synthesized by the Free Radical Polymerization in Ethanol-Water Solvents" Langmuir,. 14. 1278-1280 (1998)
• [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 Polystrene Microsphers with Surface-Grafted Poly (N-isopropylacrylamide)." J.Chem.Soc.Chem.Commun.831-832 (1998)
• [文献書誌] T.Serizawa, H.Takeshita, M.Akashi: "Ordered Monolayer Structure of Electrostatically Adsorbed Polystrene Nanosphere on an Ultrathin Polymer Film Surface." Chem.Lett.,. 487-488 (1998)
• [文献書誌] T.Seizawa, H.Takeshita, M.Akashi: "Adsorption of Polystyrene Nanospheres by Electrostatic Interaction onto an Ultrathin Polymer Film Surface Prepared by Using the Altemative Adsorption Technique. A Quartz Crystal Microbalance and Scanning Electron Microscopic Study" Langmuir. 14. 4088-4094 (1998)
• [文献書誌] C-W.Chen, M-Q.Chen, T.Serizawa, M.Akashi: "In Situ Formation of Silver Nanoparticles on Poly (N-isopropylacrylamide)-Coated Polystyrene Microspheres" Adv.Mater.10. 1122-1126 (1998)
• [文献書誌] T.Serizawa, M-Q.Chen, M.Akashi: "Graft Copolymers Having Hydrophobic Backbone and Hydrophilic Branches. XVIII. Poly (styrene) Nanospheres with Novel Thermosensitive Poly (N-vinylisobutylamide)s on Their Surfces." J.Polym.Sci.Part A : Polym.Chem. Ed.36. 2581-2587 (1998)
• [文献書誌] T.Hayakawa, S.Takehara, T.Serizawa, M.Akashi et al.: "Concanavalin A-Immobilized Polystyrene Nanospheres Capture HIV-1 Virions and GP120 : Potential Approach towards the Prevention for Viral Transmission" J.Medical Virology. 56. 327-331 (1998)