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2018 年度 実績報告書

選択的表面修飾による刺激応答性2層構造ナノシートの創製と薬物キャリアへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K14825
研究機関法政大学

研究代表者

井戸田 直和  法政大学, 生命科学部, 講師 (60451796)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード生体適合性ポリマー / 蛍光性多環分子 / 有機ホスホン酸 / 表面開始原子移動ラジカル重合 / 層状ニオブ酸塩 / 層間表面修飾 / ナノシート
研究実績の概要

昨年度は、温度応答性ポリマーを酸分解性リンカーで架橋したハイドロゲルを層状ニオブ酸塩 (NbO) の層間Ⅰに修飾後、層間Ⅱを剥離することでpHおよび温度変化に応答して単層への剥離や水中での相転移を起こす刺激応答性2層構造ナノシートの合成を達成した。今年度は、DDSキャリアのステルス性を担う2層構造ナノシートの表面への生体適合性ポリマー修飾を試みた。また、ナノシートの細胞取込を可視化するために蛍光性分子を2層構造ナノシートの層間に修飾することも併せて検討した。昨年度の検討を元に、NbOの層間Ⅰに重合開始基を有するホスホン酸を修飾した後、層間Ⅱにピレン環を有するホスホン酸を修飾した。その結果、XRD測定による層間距離の拡大やICP測定によるリン含有量の増加が逐次的に見られ、NbOの層間Ⅰおよび層間Ⅱに異なる有機ホスホン酸が修飾できたことを確認した。この修飾NbOを用い、表面開始原子移動ラジカル重合による層間Ⅰへのポリアクリルアミド (PAAm) 修飾を行ったところ、TG-DTAによる有機基由来の重量減少やXRD測定による積層構造の消失を確認した。また、TEMやAFM観察から層間剥離によるナノシート化を確認し、このナノシート分散水溶液は蛍光性と高い分散安定性を示した。この結果は、疎水性のピレン環を有しつつ、親水性のPAAm修飾によって水中で安定に分散できるナノシートとなっていることを示唆しており、生体適合性を有するPAAmが表面に修飾され、同時に蛍光性多環分子が層内に固定化された2層構造ナノシートの合成に成功したと考えられる。昨年度の成果と併せ、薬物キャリアに必要となる機能性分子を位置選択的に修飾した刺激応答性2層構造ナノシートの創製における基盤技術を確立できた。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Inorganic Janus nanosheets bearing two types of covalently bound organophosphonate groups: Via regioselective surface modification of K4Nb6O17・3H2O2018

    • 著者名/発表者名
      Ryoko Suzuki, Mitsuhito Sudo, Megumi Hirano, Naokazu Idota, Masashi Kunitake, Taisei Nishimi, Yoshiyuki Sugahara
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 54 ページ: 5756-5759

    • DOI

      10.1039/C8CC02892C

    • 査読あり
  • [学会発表] フェニルボロン酸修飾TiO2ナノ粒子を用いたハイドロゲルの自己修復化2019

    • 著者名/発表者名
      井戸田 直和, 飯島 啓太, 鈴木 健吾, 菅原 義之
    • 学会等名
      第28回インテリジェント・ナノ材料シンポジウム
  • [学会発表] 層状六ニオブ酸塩から得られる2層ナノシートをカプセルに用いたポリマーハイブリッド膜の作製2019

    • 著者名/発表者名
      渡邊 香里, 井戸田 直和, Regis Guegan, 宗宮 謙,中戸 晃之,菅原 義之
    • 学会等名
      第57回セラミックス基礎科学討論会
  • [学会発表] 層状六ニオブ酸ナノシート表面における表面開始原子移動ラジカル重合 (SI-ATRP) によるポリマー鎖成長2019

    • 著者名/発表者名
      石原 真由, 井戸田 直和, Regis Guegan, 松川 公洋, 辻井 敬亘, 菅原 義之
    • 学会等名
      第57回セラミックス基礎科学討論会
  • [学会発表] 層状ペロブスカイト層間での表面開始ATRPによるメタクリル酸メチルの重合挙動調査2019

    • 著者名/発表者名
      溝之上 雄介, Regis Guegan, 井戸田 直和, 山下 明泰, 菅原 義之
    • 学会等名
      第57回セラミックス基礎科学討論会
  • [学会発表] 層状六ニオブ酸塩を用いたpH応答性二層ナノシートの作製および架橋剤の開裂による一層ナノシートへの転換2018

    • 著者名/発表者名
      上邊 卓麻, 井戸田 直和, 菅原 義之
    • 学会等名
      日本ゾルゲル学会第16回討論会
  • [学会発表] 表面開始ATRP法を用いた層状六ニオブ酸ナノシート表面でのポリマーブラシの作製2018

    • 著者名/発表者名
      石原 真由, 井戸田 直和, Regis Guegan, 松川 公洋, 辻井 敬亘, 菅原 義之
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
  • [学会発表] 層状六ニオブ酸塩と2種の有機ホスホン酸を用いたヤヌス型ナノシートの作製2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木 涼子, 須藤 充人, 平野 恵, 井戸田 直和, 國武 雅司, 西見 大成, 菅原 義之
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
  • [学会発表] 酸開裂性高分子ネットワークを層間に有する層状六ニオブ酸塩由来二層ナノシートの作製および架橋点の開裂による一層ナノシートへの転換2018

    • 著者名/発表者名
      上邊 卓麻, 井戸田 直和, 菅原 義之
    • 学会等名
      第34回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
  • [図書] Nanosheet (Inorganic Janus nanosheets derived from K4Nb6O17・3H2O via regioselective surface modification)2019

    • 著者名/発表者名
      Ryoko Suzuki, Mitsuhito Sudo, Megumi Hirano, Naokazu Idota, Masashi Kunitake, Taisei Nishimi, Yoshiyuki Sugahara
    • 総ページ数
      -
    • 出版者
      IntechOpen
  • [図書] New Polymeric Materials Based on Element-Blocks (Chapter 13. Preparation of Element-Block Materials using Inorganic Nanostructures and Their Applications)2019

    • 著者名/発表者名
      Naokazu Idota, Yoshiyki Sugahara
    • 総ページ数
      22
    • 出版者
      Springer Nature Singapore
    • ISBN
      978-981-13-2888-6

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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