| 研究課題/領域番号 |
18K14255
|
|---|
| 研究機関 | 早稲田大学 |
|---|
研究代表者 |
土戸 優志 早稲田大学, 理工学術院, 講師(任期付) (40737219)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| キーワード | 分子認識 / 細菌 / ボロン酸 / デンドリマー / Molecular Recognition / Bacteria / Boronic Acid / Dendrimer |
|---|
| 研究実績の概要 |
本年度は、デンドリマーへのボロン酸の修飾率やデンドリマーのコアサイズ、デンドリマー表面からのボロン酸の距離が、ボロン酸修飾デンドリマーの細菌凝集挙動に対して与える影響について網羅的な評価を行い、細菌種の簡易・迅速判別のための分子設計の条件について検討を進めた。
（１）デンドリマーへのボロン酸の修飾比率に関する検討：ボロン酸修飾比率が異なるボロン酸修飾デンドリマーを合成した。ポリアミドアミンデンドリマーのアミノ基末端に対するボロン酸修飾比率が低いときと高いときとでは、細菌種に応じて異なる凝集挙動を示すことがわかった。
（２）デンドリマーのコアサイズに関する検討：アミノ基末端に対するボロン酸修飾比率がほぼ等しく、デンドリマーのコアサイズ（世代）が異なるボロン酸修飾デンドリマーを合成して、細菌認識機能について比較した。その結果、デンドリマーのコアサイズの大きさと細菌凝集能の強さ、検出感度の間には相関関係が存在することが明らかになった。
（３）ボロン酸プローブのスペーサー長（デンドリマー表面からの分子認識部位の距離）に関する検討：ボロン酸にスペーサーを導入したプローブ分子を合成し、それをデンドリマーに修飾した。この合成分子を用いて同様の評価を行ったところ、ボロン酸が直接デンドリマーと結合している時と比べて、細菌凝集形成を促すpH条件が変化することを明らかにした。
以上より、デンドリマーへのボロン酸の修飾率やデンドリマーのコアサイズ（世代）、ボロン酸プローブのスペーサー長が、ボロン酸修飾デンドリマーによる細菌認識に対してどのような相関関係が存在するかを明らかにした。これにより、細菌種の簡易・迅速判別についての最適な分子設計の条件を明らかにした。
|
| 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
細菌凝集挙動に対して影響を与え得るボロン酸修飾デンドリマーの分子設計の条件について検討を行い、下記の3点について評価を進めた。（１）ポリアミドアミンデンドリマーへのボロン酸修飾比率、（２）デンドリマーのコアサイズ、（３）ボロン酸分子のスペーサー長と細菌凝集挙動について評価を行い、それらの関係性について明らかにすることができた。本検討より得られた結果から、細菌種の簡易・迅速判別のためのボロン酸修飾デンドリマーの最適な分子設計条件を明らかにした。また、年度の初めに所属機関を再度異動したことにより、研究計画時や研究初年度とは、研究環境が大きく異なることとなった。このことに伴い、研究遂行に必要な種々の事務手続きや研究環境の再整備、研究の立ち上げに時間を要したため、検討の進んでいない項目が残っているものの、研究の最終的な目標達成にあたって必要な、核心となる実験項目については当初の計画通りに順調に進展している。そのため、本研究課題の進捗状況について、おおむね順調に進展していると判断した。
|
| 今後の研究の推進方策 |
ボロン酸修飾デンドリマーの選択的な細菌凝集形成を利用して、簡易迅速検出手法としての実用可能性を検討するとともに、細菌の分離法としての応用展開の可能性を図っていく。また、これまでの検討結果から、ボロン酸分子のみをポリアミドアミンデンドリマーに修飾した評価方法では、細菌の検出感度は装置の性能に大きく依存し、細菌検出感度の向上には限界があることが追加の課題として生じてきた。そこで、ボロン酸分子に加えて色素分子や蛍光分子をポリアミドアミンデンドリマーの末端アミノ基に修飾・導入することで、細菌の検出感度がどのように変化するかを検討していく。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
再度研究機関を異動したため、研究環境が大きく変わった。このことによる機器の購入計画の見直し、研究の立ち上げに時間を要したために未使用額が生じた。未使用額については、次年度の研究を活発に推進していくための試薬・消耗品の購入や、本研究の遂行にあたって必要な機器の購入、国内外での研究成果発表や、投稿論文などを通じて世界への研究成果発信を行う費用に充当する予定である。
|
