| 研究課題/領域番号 |
20K05548
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| 研究機関 | 宇都宮大学 |
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研究代表者 |
上原 伸夫 宇都宮大学, 工学部, 教授 (50203469)
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| 研究分担者 |
稲川 有徳 宇都宮大学, 工学部, 助教 (30828489)
伊藤 智志 宇都宮大学, 工学部, 准教授 (60361359)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | ゆらぎ / 熱応答性 / 蛍光性ポリマー |
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| 研究実績の概要 |
1）ゆらぎの解析方法の確立：蛍光相関分光法で用いられている蛍光ゆらぎの解析方法を参考に，ゆらぎの振幅については相対標準偏差で，ゆらぎの早さ（ピッチ）については，緩和周波数で評価できることを明らかにした。これにより，ゆらぎに関与する各種条件がゆらぎに及ぼす影響について定量的に解釈することができるようになった。
2）モノマー構造とゆらぎの発現との相関：発蛍光型熱応答性高分子の構造とゆらぎの発現との関連に関して，以下の3点が明らかになった。A）高分子の熱応答性は必須ではない。B）主鎖となるビニルモノマーのうち，エステル部位あるいはカルボキシ基を有するビニルモノマーから合成した水溶性ポリマーではゆらぎが見られず，アミド部位を持つビニルモノマーから合成した水溶性ポリマーではゆらぎが発現する。C）主鎖となるビニルモノマーのうち，メタクリル部位を有するビニルモノマーから合成した水溶性ポリマーではゆらぎが見られず，アクリル部位を持つビニルモノマーから合成した水溶性ポリマーではゆらぎが発現する。
3）蛍光団に関する検討について：（1-フェニルナフチルアミン）誘導体を検討から，蛍光団モノマー単独での蛍光ゆらぎが発現することを見出した。そこで，母骨格である1-フェニルナフチルアミンに鎖長の異なるアルコキシ基を導入した各種類縁体を合成しゆらぎの発現について検討した。その結果，アルコキシ基を導入はゆらぎの発現に必須であることが明らかになった。これは，疎水性相互作用による蛍光団同士の会合がゆらぎの発現に重要であることを示唆している。その一方，アルコシキ基で連結したビスタイプの蛍光団は蛍光ゆらぎを示さなかった。この結果から，蛍光団の会合状態がゆらぎの発現に大きくかかわっていることを示唆している。このように蛍光ゆらぎの発現には蛍光団モノマーの構造が支配的な役割を果たしていることが明らかになった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
1）蛍光団モノマー（1-フェニルナフチルアミン）誘導体を用いる検討について：
これまでの検討から，蛍光団モノマー単独での蛍光ゆらぎが発現することを見出した。そこで，母骨格である1-フェニルナフチルアミンに鎖長の異なるアルコキシ基を導入した各種類縁体を合成しゆらぎの発現について検討した。その結果，アルコキシ基を導入はゆらぎの発現に必須であることが明らかになった。これは，疎水性相互作用による蛍光団同士の会合がゆらぎの発現に重要であることを示唆している。その一方，アルコシキ基で連結したビスタイプの蛍光団は蛍光ゆらぎを示さなかった。この結果から，蛍光団の会合状態がゆらぎの発現に大きくかかわっていることを示唆している。このように蛍光ゆらぎの発現には蛍光団モノマーの構造が支配的な役割を果たしていることが明らかになった。
2）発蛍光型ポリアクリルアミドを用いる蛍光ゆらぎについて
高分子の熱応答性がゆらぎの発現に必須でなく，また，蛍光団モノマー（N-[4-(ペンテノキシ)フェニル]-1-ナフチルアミン）だけでも蛍光ゆらぎを発現することが明らかになったので，発蛍光型ポリアクリルアミドを用いて，溶液条件がゆらぎに及ぼす影響について検討した。その結果，有機溶媒分率および液温がゆらぎに大きな影響を及ぼすことを明らかにした。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの2年間は予定していた計画を上回る成果を得ている。そこで，最終年度を迎えるにあたって以下の項目に取り組む。
1）蛍光ゆらぎのプロファイルの変化の原因解明とゆらぎの発現モデルの確立：既に蛍光ゆらぎが発現するモデルについては提唱している。しかしながら，このモデルでは蛍光ゆらぎのプロファイルが連続的に変化する状態からパルス状のプロファイルになる状態への以降を説明することができない。パルス状のプロファイルへと移行する原因を突き止め，より適切なモデルを確立することを目指す。
2）蛍光団ビニルモノマーの構造とゆらぎの発現との関連のさらなる展開：これにより，ゆらぎを発現させる蛍光団の基本構造と各種置換基が及ぼす影響を明らかにする。
3）バイオプローブへの展開：2）で得られた知見をベースに，タンパク質，糖，核酸などの生体高分子に蛍光団を導入した新たなバイオプローブ分子を創製する研究に展開する。本項目については1年でその可能性を探り，次回の科研費申請に向けたベースを固める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍が原因で，学会発表がオンラインとなったため，旅費は予定よりも少なくなった。これを次年度の旅費に充当する予定である。
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