“Silicon Pool”への分子刺激によるバイオミメティックシリカ合成

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K14090
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 鳴瀧 彩絵 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10508203)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: ナノ材料 / バイオミメティック / シリカ / ペプチド / 多孔体

研究成果の概要

本研究は、ケイ酸が濃縮された場である “silicon pool” を活用する新規概念に基づき、常温・常圧・中性pHで高度に構造制御されたシリカを得る生物模倣合成法を実証することを目的とした。
ケイ酸を濃縮して分子周囲に “silicon pool” を形成するペプチドP1、およびP1と複合化して鋳型構造を形成しつつ、ケイ酸の重縮合反応を触媒するペプチドP2を独自に開発し、ケイ酸溶液に段階的に添加してシリカを合成した。ペプチドを除去して得られるシリカが、鋳型構造を反映した多孔質構造およびキラル認識能を持つことを明らかにした。

自由記述の分野

生体高分子化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

イオン性結晶のバイオミネラリゼーションにおいて、無機イオンが有機高分子によって濃縮されたアモルファス前駆体を利用して精緻な結晶構造を組み上げる戦略が見られる。本研究は、シリカにおいても同様の戦略が有効であることを示すproof of conceptとなり、バイオミネラリゼーションの学術的な体系化につながった。さらに、本研究は、無機材料の環境低負荷合成や、無機物への新しいペプチド担持法を提供するものであり、無機工業材料や医用材料分野への貢献が期待される。