分子特異的シンクロナイゼーションによるケミカルバルブシステムの構築

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11167210
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 片岡 一則 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00130245)
• 研究分担者: 原田 敦史 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (50302774)
• キーワード: ケミカルバルブ / 分子シンクロナイゼーション / フェニルボロン酸 / グルコース / ブロック共重合体 / ポリエチレングリコール / ナノ会合体 / ドラッグデリバリー

研究概要

(1)pKaを制御したフェニルボロン酸誘導体の調製とそのポリマーへの組み込み:昨年度の検討により、ネットワークを構成するマトリックスとしては、下部臨界共溶温度(LCST)を有するポリマーが適切であることがわかったので、今年度はマトリックスポリマーの構造を制御することによってLCSTの最適値(人体の体温付近)への収束を図った。また、これまで用いていたmacrylamidephenylboronic acidのpKaが8.5であったのでこれを生理的pHである7.4に近づけるために新たに4-vinylcarbamoylphenylboronic acid(VCPBA)の合成を行い、そのpKaがハメット則からの予測通りに7.4であることを確認した。さらに、VCPBAとN-isopropylacrylamideとの共重合を行うことによって、より生理的pHに近い条件においてグルコース応答特性を示す系の構築に成功した。今後は、この知見をもとに三次元ネットワーク系を設計し、グルコース濃度変化に応答したインスリン放出制御の確立を行う予定である。
(2)ナノ会合体表面への官能基の導入と化学刺激応答特性の評価:昨年度調製したナノ会合体表面に、官能基としてアルデヒド基の導入を行った。すなわち、アセタール基を有する開始剤を用いてブロック共重合体の合成を行い、会合体形成後にアセタール基の酸加水分解によって会合体表面にアルデヒド基を露出させるという経路を確立した。また、これと平行して会合体内核への化学刺激応答性賦与についても検討を行った。この場合の刺激としては、細胞内をシミュレートした還元雰囲気における会合体解離をねらい、内核へのジスルフィド結合の導入を行った。その結果、細胞内において選択的にオリゴDNAを放出する系が可能であるとの見通しを得た。

研究成果

• [文献書誌] Y.Akiyama,H.Otsuka,Y.Nagasaki,M.Kato,K.Kataoka: "Selective synthesis of heterobifuncitional poly (ethylene glycol) derivatives containing both mercapto and acetal terminals"Bioconjugate Chemistry. 11(6). 947-950 (2000)
• [文献書誌] H.R.Stapert,N.Nishiyama,D.L.Jiang,T.Aida,K.Kataoka: "Polyion complex micelles encapsulating light-harvesting ionic dendrimer zinc porphyrins"Langmuir. 16(21). 8182-8188 (2000)
• [文献書誌] Y.Akiyama,A.Harada,Y.Nagasaki,K.Kataoka: "Synthesis of poly (ethylene glycol)-block-poly (ethyleneimine) possessing an acetal group at the PEC end"Macromolecules. 33(16). 5841-5845 (2000)
• [文献書誌] K.Emoto,Y.Nagasaki,K.Kataoka: "Core-shell structured hydrogel thin layer on surfaces by lamination of poly (ethylene glycol)-b-poly (D,L-lactide) micelle and polyallylamine"Langmuir. 16(13). 5738-5742 (2000)
• [文献書誌] S.Cammas-Marrion,M.M.Bear,A.Harada,Ph Guerin,K.Kataoka: "New macromolecular micelles based on degradable amphiphilic block copolymers of malic acid and malic acid ester"Macromol.Chem.Phys.. 201(3). 355-364 (2000)
• [文献書誌] K.Emoto,M.Iijima,Y.Nagasaki,K.Kataoka: "Functionality of polymeric micelle hydrogel with organized three dimensional architecture on surfaces"J.Ame.Chem.Soc.. 122(11). 2653-2654 (2000)
• [文献書誌] H.Otsuka,Y.Nagasaki,K.Kataoka: "Novel approaches for the construction of functionalized poly (ethylene glycol) (PEG) layer on surfaces using heterobifuncitional PEG/polylactide (PLA) block copolymers and their micelles"ACS Symposium Series, American Chemical Society. 17 (2000)