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機能性細胞培養器材の開発を目的としたポリスチレン基板(PS)の表面機能化法として、前年度までに、原子移動ラジカル重合法(ATRP)を用い、PS表面に鎖長の制御された高分子グラフト層を構築する方法を確立した。23年度は、本方法を用いて調製したポリアクリル酸ナトリウム(pSA)グラフト化PSのX線光電子分光法(XPS)などによる詳細な表面分析、および、セルアレイ基板の開発の基盤硬究として、pSAグラフト層のカルボキシル基への細胞接着因子の固定化による選択的細胞接着領域の構築について検討した。XPSでは、PS基板表面がpSAグラフト層で均一に覆われていることが確認され、さらに、PS表面にATRP開始剤を導入するときに利用するプラズマ表面処理の条件によって、ATRP開始剤の導入密度が制御され、その結果、PS表面におけるpSAグラフト鎖密度の制御が可能であることが示唆された。また、pSAグラフト化PS表面は、長期間持続的な超親水性を示し、本表面では、タンパク質の非特異的な吸着が抑制された。
これは、pSAグラフト層の高い水和効果に起因するものと考えられる。NIH3T3を用いた細胞培養実験では、培地に含まれる細胞接着成分の吸着が抑制される結果、pSAグラフト化PS表面への細胞接着は完全に抑制された。また、本表面のカルボシキル基に細胞表面と特異的に相互作用するペプチド(GRGDS)を導入したところ、GRGDS導入部位においてのみ特異的な細胞接着が認められ、同一基板上において、細胞接着部位と非接着部位を明確にパターニングすることが可能であった。本結果は、pSAグラフト化PS表面のカルボキシル基に特定のリガンドを導入することにより、その基板表面で固定化リガンドと細胞との特異的な相互作用を評価することが可能であることを示唆しており、ポリスチレンを基板とする細胞機能評価システムの構築へ向けた有益な知見と考えられる。
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