化学修飾フラーレンナノ構造体による高機能性ワクチン輸送キャリアの構築

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K17890
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 南 皓輔 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 超分子グループ, 研究員 (10747463)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: フラーレン / 自己組織化 / 階層的自己組織化

研究実績の概要

化学修飾フラーレンのナノ構造体の創出を目的とし，各種フラーレン誘導体の合成を行った．それらフラーレン誘導体を液液界面析出法により種々のナノ構造の調製を行った．その中で，特異な異方性を有するナノ構造体を昨年度明らかとした．そこで，本年度はこれらの現象の解明を進めるとともに，更なる応用の可能性を示した．その結果，学術論文にて報告するに至った．
また，C60フラーレンと異なり楕円体構造を持つC70フラーレンの階層的自己組織化挙動の制御に成功した．液液界面析出法で調製した立方体構造のフラーレン結晶を，他の溶媒に再分散させることで表面上にて階層的自己組織化を誘起させ，高次構造を有するフラーレン結晶を作成した．さらに，溶媒条件を変更することにより空孔を有する結晶作成にも展開した．これら階層的自己組織化により調製したフラーレンナノ構造は，高い表面積を有しており，種々の分子を吸着させることが可能であることを見いだした．この結果の一部は既に学術論文として報告しており，残りの研究成果も現在論文投稿中である．
異方性を有したナノ構造体，高い表面積を有したナノ構造体ともに当初のワクチン輸送キャリアへの応用として必要となる性質であり，これらのワクチン輸送キャリアへと現在展開している．

研究成果

• [雑誌論文] Supramolecular Differentiation of Constructing Anisotropic Fullerene Nanostructures by Time- Programmed Control of Interfacial Growth (2016)
  • 著者名/発表者名: 1.Partha Bairi, Kosuke Minami, Jonathan P Hill, Waka Nakanishi, Lok Kumar Shrestha, Chao Liu, Koji Harano, Eiichi Nakamura, Katsuhiko Ariga
  • 雑誌名: ACS Nan 巻: 10 ページ: 8796-8802
  • DOI: 10.1021/acsnano.6b04535
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hierarchically- Structured Fullerene C70 Cube for Sensing Volatile Aromatic Solvent Vapors (2016)
  • 著者名/発表者名: 2.Partha Bairi, Kosuke Minami, Waka Nakanishi, Jonathan P Hill, Katsuhiko Ariga, Lok Kumar Shrestha
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 10 ページ: 6631-6637
  • DOI: 10.1021/acsnano.6b01544
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supramolecular 1-D polymerization of DNA origami through a dynamic process at the 2-dimensionally confined air-water interface (2016)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Yonamine, Keitel Cervantes-Salguero, Kosuke Minami, Ibuki Kawamata, Waka Nakanishi, Jonathan P. Hill, Satoshi Murata, Katsuhiko Ariga
  • 雑誌名: Physical Chemistry and Chemical Physics 巻: 18 ページ: 12576-12581
  • DOI: 10.1039/c6cp01586g
  • 査読あり
• [雑誌論文] What are the emerging concepts and challenges in NANO? Nanoarchitectonics, hand-operating nanotechnology and mechanobiology (2016)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Ariga, Kosuke Minami, Mitsuhiro Ebara and Jun Nakanishi
  • 雑誌名: Polymer Journal 巻: 48 ページ: 371-389
  • DOI: 10.1038/pj.2016.8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Driving nanocars and nanomachines at interfaces: From concept of nanoarchitectonics to actual use in world wide race and hand operation (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Shirai, Kosuke Minami, Waka Nakanishi, Yusuke Yonamine, Christian Joachim, Katsuhiko Ariga
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 55 ページ: 1102A2
  • DOI: 10.7567/JJAP.55.1102A2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Supramolecular Differentiation for Construction of Anisotropic C60 Nanostructures by Time-Programmed Control of Interfacial Growth (2016)
  • 著者名/発表者名: 2.Kosuke Minami, Partha Bairi, Jonathan P. Hill, Waka Nakanishi, Lok Kumar Shrestha, Liu Chao, Koji Harano, Eiichi Nakamura, Katsuhiko Ariga
  • 学会等名: 第51回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: かでる2.7
  • 年月日: 2016-09-07 – 2016-09-09
• [学会発表] Vortex-directed alignment of one-dimensional fullerene crystals for orientation of cell growth (2016)
  • 著者名/発表者名: 3.Kosuke Minami, Venkata Krishnan, Yuki Kasuya, Qingmin Ji, Tomohiko Yamazaki, Somobrata Acharya, Waka Nakanishi, Jonathan P. Hill, Katsuhiko Ariga
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Nanoarchitectonics for Mechanobiology
  • 発表場所: 物質・材料研究機構
  • 年月日: 2016-07-27 – 2016-07-28
  • 国際学会
• [学会発表] Highly Ordered One-Dimensional Fullerene Whisker for Concurrent Control of Macroscopic Cellular Orientation and Differentiation (2016)
  • 著者名/発表者名: 1.Kosuke Minami, Yuki Kasuya, Tomohiko Yamazaki, Qingmin Ji, Waka Nakanishi, Hideki Sakai, Katsuhiko Ariga,
  • 学会等名: The 2016 E-MRS Spring Meeting and Exhibit
  • 発表場所: リール フランス
  • 年月日: 2016-05-02 – 2016-05-05
  • 国際学会
• [備考] 超分子カーボン材料のパターン化による細胞の分化制御に成功
  • URL: http://www.nims.go.jp/mana/jp/news_room/press/2015/2015060301.html