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2019 年度 実績報告書

高分子/水界面の動的構造制御とバイオイナート材料への展開

研究課題

研究課題/領域番号 18H02037
研究機関九州大学

研究代表者

松野 寿生  九州大学, 工学研究院, 准教授 (50376696)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード界面 / 分子鎖凝集状態 / 水 / 動的構造 / バイオイナート
研究実績の概要

温度応答性高分子は、外部刺激である温度変化に応じてその凝集状態が変化することから、細胞シート作製用スキャホールドなど水界面の制御法として注目されている。本年度は、ペプチド誘導体であるオキサゾリン骨格を有し温度応答する新規高分子を新たに設計合成し、その水界面における凝集状態について検討することを目的とした。モデル高分子として、ポリメチルメタクリレート(PMMA)とポリ[オリゴ(2-エチル-2-オキサゾリン)メタクリレート](P[O(Ox)MA])からなるブロック共重合体(MbOx)を合成した。
MbOx薄膜は、シリコンウェハ等の固体基板上にスピンコート法に基づき製膜した後、真空下、385 Kにおいて、12時間熱処理を施した。膜表面領域の分子鎖凝集状態は、原子間力顕微鏡(AFM)観察および角度分解X線光電子(AD-XPS)分光法に基づき評価した。
AFM形状像から、MbOx薄膜表面はナノレベルで平坦であり、また、AD-XPSスペクトルから、膜最表面はPMMA成分がリッチであることがわかった。一方、水環境下においては、膜表面は、やや粗くなること、また、12時間水浸漬した薄膜の凍結乾燥試料を作製し、表面分析を行ったところ、P[O(Ox)MA]成分がリッチになることを確認した。すなわち、MbOx薄膜の表面は、水接触に伴う成分偏析が起きることがわかった。また、NIH3T3細胞を用いた細胞接着試験の結果、MbOx膜は高いバイオイナート特性を示すことがわかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

オキサゾリン骨格をベースとする新規高分子の合成に成功し、また、水との接触に伴い、薄膜の界面近傍における分子鎖凝集状態がダイナミックに変化することで、水界面において高いバイオイナート特性を発現することを確認することができ、おおむね順調に進展していると判断する。

今後の研究の推進方策

研究計画に則り継続して進める。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Mechanical Stabilization of Deoxyribonucleic Acid Solid Films Based on Hydrated Ionic Liquid2020

    • 著者名/発表者名
      Yuma Morimitsu, Hisao Matsuno, Noboru Ohta, Hiroshi Sekiguchi, Atsushi Takahara, Keiji Tanaka
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 21 ページ: 464-471

    • DOI

      doi.org/10.1021/acs.biomac.9b01207

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Dynamic Interface Based on Segregation of an Amphiphilic Hyperbranched Polymer Containing Fluoroalkyl and Oligo(ethylene oxide) Moieties2020

    • 著者名/発表者名
      Yukari Oda, Manabu Inutsuka, Ryo Awane, Masayasu Totani, Norifumi L. Yamada, Masayuki Haraguchi, Masaaki Ozawa, Hisao Matsuno, and Keiji Tanaka
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 53 ページ: 2380-2387

    • DOI

      doi.org/10.1021/acs.macromol.9b02064

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aggregation State and Thermal Molecular Motion of a Bioinert Polymer at the Water Interface2019

    • 著者名/発表者名
      Hisao Matsuno, Keiji Tanaka
    • 雑誌名

      Kobunshi Ronbunshu

      巻: 76 ページ: 185-195

    • DOI

      doi.org/10.1295/koron.2019-0013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water-induced Surface Reorganization of Bioscaffolds Composed of an Amphiphilic Hyperbranched Polymer2019

    • 著者名/発表者名
      Hisao Matsuno, Masayasu Totani, Arisa Yamamoto, Masayuki Haraguchi, Masaaki Ozawa, Keiji Tanaka
    • 雑誌名

      Polym. J.

      巻: 51 ページ: 1045-1053

    • DOI

      doi.org/10.1038/s41428-019-0212-5

    • 査読あり
  • [学会発表] Mechanical properties of deoxyribonucleic acid-based structural materials2020

    • 著者名/発表者名
      Hisao MATSUNO
    • 学会等名
      Seoul National University -Kyushu University Joint Symposium on Materials Chemistry and Engineering
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 溶媒下における高分子/固体界面の形成機構2019

    • 著者名/発表者名
      松野 寿生, 盛満 裕真, 田中 敬二
    • 学会等名
      2019年度高分子基礎物性研究会・高分子計算機科学研究会 合同討論会
  • [学会発表] Control of Surface Function of Hydrogel Thin Films Based on Si-nanoparticle Patterning2019

    • 著者名/発表者名
      Hisao MATSUNO, Yuki OGUSA, Kento KAWABATA, Masayasu TOTANI, Keiji TANAKA
    • 学会等名
      68th Symposium on Macromolecules
  • [産業財産権] 生体適合性接着剤2019

    • 発明者名
      戸谷匡康, 田中敬二, 松野寿生, 小澤雅昭, 片山 淳子
    • 権利者名
      戸谷匡康, 田中敬二, 松野寿生, 小澤雅昭, 片山 淳子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2019-194425

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公開日: 2021-01-27  

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