インテリジェント巨大シュガーボールの合成と機能拡張

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12450370
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 青井 啓悟 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (30222467)
• 研究分担者: 岡田 鉦彦 中部大学, 応用生物学部, 教授 (20023103) ; 野村 信嘉 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助手 (70291408)
• キーワード: マルチプルデンドリマー / リビング重合 / シュガーボール / デンドリマー / 分子認識 / 糖鎖高分子 / 生医学材料 / ナノ材料

研究概要

メゾスコピック領域(10nm以上の分子サイズ)の精密分子構築により、ポリリシンとポリ(アミドアミン)デンドリマーとからなるメゾスコピックデンドリマーの合成を行い、表面糖鎖の導入を行い糖質デンドリマーの合成を行った。この糖質デンドリマーの機能解析として、細胞認識能をレクチンを用いた赤血球凝集阻害試験により評価した。ポリ(トリメチレンイミン>デンドリマーとポリ(N-メチルグリシン)とからなる星型デンドリマーのゲスト分子の放出挙動を、pHや温度を変えることにより検討した。ポリリシンを核とするポリ(アミドアミン)デンドリマーからさらなるポリペプチド伸長を行ったメゾスコピックデンドリマーとDNAとの複合化を行った。トリプル(差圧粘度/屈折/光散乱)検出器を備えたGPC測定により、メゾスコピックデンドリマーの分子サイズならびに形状を評価した。興味深いことに、ポリ(アミドアミン)デンドリマー部分の分岐度が低いポリマーでも、Mark-Houwink-Sakuradaプロットのべき数が、世代の上昇につれて低下する現象が見出された。これは、世代上昇につれて、ポリマーの粘度が低下しよりコンパクトな分子として振る舞うことを示唆している。これは、マルチプルデンドリマーならではの特徴として、機能化への鍵となる。トリプル検出器は、オンライン粘度測定、屈折率測定と光散乱測定が同時にできるため多分岐高分子の評価に最適であり、分子形状に関する貴重な情報が得られた。
性能評価の結果を分子設計にフィードバックし、デンドリマーサイズ、タイプなどの最適化を行った。糖の糖鎖間隔、ジオメトリーが、分子レベルでの設計で調節できることを明らかにし、デンドリマーの世代や放射成長鎖の長さを変えることによるDNA複合化挙動の極大化を行った。

研究成果

• [文献書誌] 青井啓悟: "シュガーボール-生医学ナノ材料の新設計-"未来材料. 2・8. 12-19 (2002)
• [文献書誌] Ito, M.: "In Situ Investigation of Adlayer Formation and Adsorption Kinetics of Amphiphilic Surface-Block Dendrimers of Solid Substrates"Langmuir. 18・25. 9757-9764 (2002)
• [文献書誌] 青井啓悟: "星型デンドリマーに基づくナノ構造体の精密構築"高分子論文集. 59・12. 742-752 (2002)
• [文献書誌] Aoi, K.: "A New Type of Block Copolymerization with One-Shot Feeding of Two Monomers"Macromolecular Symposia. 183. 53-64 (2002)
• [文献書誌] Manna, A.: "Synthesis of Gold Nanoparticles in a Winsor II Type Microemulsion and Their Characterization"Journal of Colloid Interface Science. 256. 297-303 (2002)
• [文献書誌] Tsurugi, K.: "Palladium-Catalyzed Allylic Substitution Reaction : Oxidative Addition versus Dissociation in an Olefin-Palladium(O) Complex"Tetrahedron Letters. 43・3. 469-472 (2002)
• [文献書誌] Tanaka, K.: "Aggregation States and Molecular Motion in Amphiphilic Poly(amido amine) Dendrimer Monolayers on Solid Substrates"Langmuir. 19・4. 1196-1202 (2003)
• [文献書誌] Aoi, K.: "Nano-Scale Molecular Shapes of Water-Soluble Chitin Derivatives Having Monodisperse Poly (2-alkyl-2-oxazoline) Side Chains"Macromolecular Chemistry and Physics. (印刷中).