新しい環境応答ハイドロゲル・ポリサイラミンの設計と評価-膨潤して堅くなるハイドロゲルの構築と物質透過材料への応用-

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14350502
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 長崎 幸夫 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (90198309)
• キーワード: ポリサイラミン / ゴム弾性転移 / pH応答性ハイドロゲル / 力学特性 / 薬物送達システム / アクチュエーター

研究概要

申請者は新規高分子合成の観点から、長年にわたり新しい骨格を有する高分子材料設計に携わってきた。この中で主鎖にアミノ基と有機シリル基を交互に有する「ポリサイラミン」化合物が、pHや温度によって疎水性から親水性に変化し相転移する信号応答性材料であるとともに、相分離に伴い堅く広がったロッド状態(親水性)から柔らかく縮まったグロビュール状態(疎水性)にゴム弾性を著しく変化させる「ゴム弾性転移」を併せ持つユニークな材料であることを見いだしてきた。この材料を基本として本年度は以下のように研究を行った。
i)アクリルアミドを末端に有するポリサイラミンテレケリックスの合成:両末端に2級アミノ基を有するので、アクリル酸無水物との反応により両末端に重合性官能基を導入した。
ii)アクリルアミド末端ポリサイラミンテレケリックスによる化学結合ゲルの調製:両末端の重合官能基による化学架橋ゲルの合成を水中プロトン化状態及び有機溶媒中脱プロトン化状態での合成を行った。
iii)化学架橋ゲルのpH応答能:上述のようにして調製した平膜及び粒子のpH変化に対する応答性を平衡膨潤変化として従来の架橋ゲルと比較検討する。平衡膨潤測定に関しては秤量法及び熱重量分析法を併用する。pHジャンプ試験:平膜や粒子など、様々な形状の物理架橋ゲルのpHジャンプによるスキン層形成の速度過程を検討し、プロトン化及び脱プロトン化状態で合成した架橋ゲルとの挙動と比較検討を行った。特にこれまで困難であったゲルの形状とスキン層形成の速度過程との相関を詳細に検討し、ゴム弾性転移を有するポリサイラミンゲルの特徴を明らかにすることができた。

研究成果

• [文献書誌] 長崎幸夫, Mari Tabuchi, Masanori Ueda, Noritada Kaji, Yuichi Yamasaki, Yukio Nagasaki, Kenichi Yoshikawa, Kazunori Kataoka, Yoshinobu Baba: "Nanospheres for DNA separation chips"Nature Biotech.. Vol.22, March 3. 337-340 (2004)
• [文献書誌] 長崎幸夫, Takehiko Ishii, Hidenori Otsuka, Kazunori Kataoka, Yukio Nagasaki: "Preparation of Functionally PEGylated Gold Nanoparticles with Narrow Distribution through Autoreduction of Auric Cation by alpha-Biotinyl-PEG-block-[poly(2-(N,N-dimethylamino)ethyl methacrylate)]"Langmuir. 20. 561-564 (2004)
• [文献書誌] 長崎幸夫, Takeshi Matsuya, Shigeru Tashiro, Nobuhiro Hoshino, Naoya Shibata, Yukio Nagasaki, Kazunori Kataoka: "A Core-Shell-Type Fluorescent Nanosphere Possessing Reactive Poly (ethylene glycol) Tethered Chains on the Surface for Zeptomole Detection of Protein in Time-Resolved Fluorometric Immunoassay"Analytical Chemistry. 75. 6124-6132 (2003)
• [文献書誌] 長崎幸夫, Motoi Oishi, Shigeki Sasaki, Yukio Ngasaki, Kazunori Kataoka: "pH-responsive Oligodeoxynucleotide (ODN)-Poly(ethylene glycol) Conjugate through Acid-labile b-Thiopropionate Linkage : Preparation and Polyion Complex Micelle Formation"Biomacromolecules. 4. 1426-1432 (2003)
• [文献書誌] 長崎幸夫, I.Umezu, R.Koizumi, K.Mandai, T.Aoki-Matsumoto, K.Mizuno, M.Inada, ~A.Sugimura, Y.Sunaga, T.Ishii, Y.Nagasaki: "Optical Properties of CdS nanocrystal covered by polymer chains on the surface"Microelectronic Engineering. 66. 53-58 (2003)
• [文献書誌] 長崎幸夫, Hitoshi Furusho, Hisae Miyamoto, Katsumi Chikama, Hisato Hayashi, Yukio Nagasaki: "Optical and Electrical Properties of Polyimide Derivatives including Quinoxaline Moiety"Journal of Photopolymer Science and Technology. 16. 269-272 (2003)
• [文献書誌] 長崎幸夫, Hidenori Otsuka, Yukio Nagasaki, Kazunori Kataoka: "P EGylated nanoparticles for biological and pharmaceutical applications"Advanced Drug Delivery Reviews, Elsevier. 14 (2003)