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2022 年度 実績報告書

微粒子界面光反応を基盤とした生分解性カプセル創製技術の確立と機能性微粒子創出

研究課題

研究課題/領域番号 21H02004
配分区分補助金
研究機関大阪公立大学

研究代表者

北山 雄己哉  大阪公立大学, 大学院工学研究科, 助教 (40649745)

研究分担者 原田 敦史  大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (50302774)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
キーワード微粒子界面光架橋 / 高分子微粒子 / 中空粒子 / 分解性 / カプセル
研究実績の概要

本年度は、以下の内容について検討を進めた。
1.Poly(vinyl cinnamate)を用いた微粒子界面光架橋反応による中空粒子の調製・・・生分解性高分子として知られるPoly(vinyl alcohol)に対して桂皮酸をエステル結合で縮合したPoly(vinyl cinnamate)を合成し、Poly(vinyl alcohol)を界面活性剤として用いた溶媒蒸発法により微粒子化した。Poly(vinyl cinnamate)粒子に対して微粒子界面光架橋反応を適用することにより、界面近傍選択的な架橋反応が進行し、残存ポリマーを除去することにより中空粒子の合成に成功した。
2.光照射強度・光照射時間の影響調査・・・Poly(vinyl cinnamate)粒子に対する微粒子界面光架橋反応における光照射強度・光照射時間の影響を調査した。光照射強度の増大に伴い、界面光架橋反応において生じる架橋ポリマーの割合が増大し、シェル厚みが増大することがわかった。その際、ほぼ同程度の粒子径を維持していたことから、粒子界面から内部に光架橋反応が徐々に進行することがわかった。光照射時間を延長した場合も同様の結果が得られた。
3.ポリマー鎖長の影響調査・・・Poly(vinyl cinnamate)粒子に対する微粒子界面光架橋反応におけるポリマー鎖長の影響を調査した。Poly(vinyl cinnamate)鎖長が増大するほど、ポリマー間架橋反応の頻度が増大するため、架橋ポリマーの割合が増大するとともにシェル厚みが増大することがわかった。以上の結果より、界面光架橋による中空粒子合成において、光照射時間・照射強度およびポリマー鎖長が、粒子シェル厚みを制御するために重要な因子であることがわかった。

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

本年度は、生分解性高分子であるPoly(vinyl alcohol)に対して桂皮酸をエステル結合で導入したPoly(vinyl cinnamate)を光反応性ポリマーとして合成した。さらに、本光反応性微粒子に対する界面光架橋反応により、中空粒子が得られることがわかり、本手法の適用範囲の拡大に成功した。さらに、界面光架橋反応による中空粒子合成における因子(光照射強度・時間およびポリマー鎖長)について影響を調査することができた。これらの成果から、計画から予定の変更はあったものの、おおむね順調に進行していると考える。

今後の研究の推進方策

以下に示すように研究計画を遂行する。
1.光反応性ポリエステル(P(Cinnamoyl εCL-co-εCL))の光反応性基導入率が界面光架橋反応に与える影響調査・・・光反応性官能基として用いるシンナモイル基の導入率を変更し、微粒子界面光架橋反応による中空粒子形成に与える影響を調査する。
2.P(Cinnamoyl εCL-co-εCL)中空粒子の分解性評価・・・界面光架橋反応によって調製した中空粒子の加水分解性評価を行う。加えて、リパーゼなどの酵素による分解試験も試みる。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Carboxy-functionalized pH responsive capsule polymer particles fabricated by particulate interfacial photocrosslinking2022

    • 著者名/発表者名
      Kitayama Yukiya、Harada Atsushi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry B

      巻: 10 ページ: 7570~7580

    • DOI

      10.1039/d1tb02866a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systematic study on fabrication of hollow poly(vinyl cinnamate) particles by particulate interfacial photocrosslinking2022

    • 著者名/発表者名
      Kitayama Yukiya、Harada Atsushi
    • 雑誌名

      Aggregate

      巻: 3 ページ: e251

    • DOI

      10.1002/agt2.251

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reversible chain transfer catalyzed polymerization in miniemulsion systems with tetraiodomethane as a catalyst2022

    • 著者名/発表者名
      Kitayama Yukiya、Sadakane Masaya、Harada Atsushi
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 13 ページ: 6179~6186

    • DOI

      10.1039/d2py01019d

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reversible complexation mediated polymerization of methacrylates using amine catalysts in aqueous heterogeneous systems2022

    • 著者名/発表者名
      Kitayama Yukiya、Tokura Daiki、Harada Atsushi
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 55 ページ: 1~12

    • DOI

      10.1038/s41428-022-00715-y

    • 査読あり
  • [学会発表] 微粒子界面における核酸塩基光二量化反応を利用した機能性カプセル粒子の調製2022

    • 著者名/発表者名
      北山雄己哉, 堂坂あかり, 原田敦史
    • 学会等名
      第32回日本MRS年次大会
  • [学会発表] 微粒子界面における光反応を利用したポリエステル中空粒子の作製2022

    • 著者名/発表者名
      小川 萌香, 北山 雄己哉, 弓場 英司, 谷口 暢一, 原田 敦史
    • 学会等名
      第18回日本接着学会関西支部 若手の会
  • [学会発表] 微粒子界面における核酸塩基光架橋反応に着目した高分子カプセルの調製2022

    • 著者名/発表者名
      北山 雄己哉, 堂阪 あかり, 弓場 英司, 原田 敦史
    • 学会等名
      第73回コロイドおよび界面化学討論会
  • [学会発表] 微粒子界面光架橋反応を利用したポリエステルを主鎖に有する中空粒子の作製2022

    • 著者名/発表者名
      小川 萌香, 北山 雄己哉, 弓場 英司, 谷口 暢一, 原田 敦史
    • 学会等名
      第73回コロイドおよび界面化学討論会
  • [学会発表] 微粒子界面における核酸塩基光二量化反応を利用した機能性カプセル粒子合成2022

    • 著者名/発表者名
      北山 雄己哉, 堂阪 あかり, 原田 敦史
    • 学会等名
      第71回高分子討論会
  • [学会発表] 微粒子界面光反応を利用したpH 応答性高分子カプセルの調製2022

    • 著者名/発表者名
      北山雄己哉, 原田敦史
    • 学会等名
      第51回医用高分子シンポジウム
  • [学会発表] 微粒子界面光架橋反応を利用した主鎖にポリエステルを有する中空粒子の作製2022

    • 著者名/発表者名
      小川萌香, 北山雄己哉, 弓場英司, 原田敦史
    • 学会等名
      第60回日本接着学会年次大会
  • [学会発表] 微粒子界面光反応を基盤とした機能性カプセル創製技術の確立2022

    • 著者名/発表者名
      北山雄己哉
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 炭素触媒を利用したミニエマルション可逆的連鎖移動触2022

    • 著者名/発表者名
      貞包 将弥, 北山 雄己哉, 弓場 英司, 原田 敦史
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会
  • [学会発表] CI4を触媒とするミニエマルション可逆的連鎖移動触媒重合2022

    • 著者名/発表者名
      貞包 将弥, 北山 雄己哉, 弓場 英司, 原田 敦史
    • 学会等名
      第98回高分子若手研究会[関西]
  • [学会発表] Stimuli-Responsive Capsule Polymer Particles Fabricated Through Interfacial Photocrosslinking of Photoreactive Particles2022

    • 著者名/発表者名
      Yukiya Kitayama
    • 学会等名
      The 17th Pacific Polymer Conference (PPC17)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Particulate Interfacial Photocrosslinking: New Fabrication Route of Functional Polymer Particles2022

    • 著者名/発表者名
      Yukiya Kitayama
    • 学会等名
      The International Polymer Conference of Thailand (PCT-12)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [産業財産権] 主鎖分解性高分子中空粒子2022

    • 発明者名
      北山雄己哉、小川萌香、原田敦史
    • 権利者名
      北山雄己哉、小川萌香、原田敦史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2022-091081

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公開日: 2023-12-25  

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