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2013 年度 実績報告書

生分解性高分子からなるナノ構造材料の精密調製法

研究課題

研究課題/領域番号 25288093
研究種目

基盤研究(B)

研究機関北海道大学

研究代表者

佐藤 敏文  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80291235)

研究分担者 覚知 豊次  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80113538)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード生分解性高分子 / ナノ構造材料 / 精密合成
研究概要

生分解性高分子からなるナノ構造材料の精密調製法の開発のため、本年度は第一段階としてポリ(n-ヘキシルイソシアナート) (PHIC) と生分解性高分子(ポリトリメチレンカーボネート(PTMC)、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリ乳酸(PLA))からなるブロック共重合体、および、PCLとオリゴ糖からなる新規ブロック共重合体の精密合成を行った。また、第二段階として、得られたブロック共重合体の相分離挙動を確認した。さらに第三段階として、PHICと生分解性高分子からなるブロック共重合体を用いて生分解性ナノポーラス材料の作成を検討した。具体的には、水酸基を有するPHIC-OH をマクロ開始剤とした トリメチレンカーボネート、カプロラクトン、ラクチドの重合により、新規ブロック共重合体 (PHIC-b-PTMC, PHIC-b-PCL, PHIC-b-PLLA) の精密合成を達成した。これらの新規ブロック共重合体とPHICおよび生分解性高分子より作成したフィルムをヘキサン浸漬することにより、各生分解性高分子のナノポーラス材料を作成した。また、PCLとオリゴ糖からなる新規ブロック共重合体をクリック反応により調製し、高分子構造と自己組織化挙動の相関関係に与える影響を検討した。ブロック共重合体のオリゴ糖部分の割合に応じて、このブロック共重合体は11.2~14.0 nmと非常に小さいドメイン間隔を有する相分離構造を形成し、20 nm以下のドメイン間隔を有するミクロ構造の構築に有用であった。
以上、本年度の本研究では、生分解性高分子からなるナノ構造材料の精密調製法として、二通りの方法論を確立した。

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

平成25年度計画の「ナノ構造を有するポリヒドロキシアルカン酸(P3HA)の精密合成および物性評価」に関しては成功していないが、「ナノ構造を有するポリ乳酸の精密合成および物性評価」と「ナノ構造を有するポリラクトン類と脂肪族ポリカーボネート類の精密合成および物性評価」に関してはおおむね達成した。さらに新しい関連研究として「ポリカプロラクトンとオリゴ糖からなる新規ブロック共重合体の精密合成とナノ構造化」にも成功しており、研究全体としてはおおむね順調に進展していると判断できる。

今後の研究の推進方策

本研究課題の今後の推進方策として「光切断反応を利用した生分解性ナノ構造材料の調製」および「ナノ構造を有する多糖、核酸、タンパク質の精密合成および物性評価」について検討する。また、「ナノ構造を有するポリヒドロキシアルカン酸(P3HA)の精密合成および物性評価」に関しても引き続き検討する。最終的には生分解性高分子からなるナノ構造体の新規作成法を確立する。

次年度の研究費の使用計画

当該助成金が生じた状況は年度末の購入に関する経理上の問題と物品の納品遅れがある。また、研究の性質上、試薬やガラス器具の購入が多く、実験の進行により購入時期が変動することから次年度への繰り越しとなった。
次年度への繰り越しとなった予算は主に試薬とガラス器具に使用する。翌年度分として請求した研究費と合わせたて効率的に使用するように心がける。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Precise synthesis of rod-coil type miktoarm star copolymer containing poly(n-hexyl isocyanate) and aliphatic polyester2014

    • 著者名/発表者名
      Satoh, T., Nishikawa, N., Kawato, D., Suemasa, D., Jung, S., Kim, Y-y., Ree, M., Kakuchi, T.
    • 雑誌名

      Polym. Chem.

      巻: 5 ページ: 588-599

    • DOI

      10.1039/C3PY00985H

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sub-10 nm Nano-Organization in AB2- and AB3-Type Miktoarm Star Copolymers Consisting of Maltoheptaose and Polycaprolactone2013

    • 著者名/発表者名
      Isono, T., Otsuka, I., Kondo, Y., Halila, S., Fort, S., Rochas, C., Satoh, T., Borsali, R., Kakuchi, T.
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 46 ページ: 1461-1469

    • DOI

      10.1021/ma3026578

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis, Self-Assembly, and Thermal Caramelization of Maltoheptaose-Conjugated Polycaprolactones Leading to Spherical, Cylindrical, and Lamellar Morphologies2013

    • 著者名/発表者名
      Isono, T., Otsuka, I., Suemasa, D., Rochas, C., Satoh, T., Borsali, R., Kakuchi, T.
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 46 ページ: 8932-8940

    • DOI

      10.1021/ma4019526

    • 査読あり
  • [学会発表] ポリn-ヘキシルイソシアナートと脂肪族ポリエステルからなる新規 rod-coil 型ミクトアームスターポリマーの精密合成2013

    • 著者名/発表者名
      西川直毅,末政大地,齋藤憲吾,覚知豊次,佐藤敏文
    • 学会等名
      第62回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都市)
    • 年月日
      20130529-20130531
  • [学会発表] Synthesis and Morphological Characterization of Miktoarm Star Polymers Consisting of Maltoheptaose and Polycaprolactone2013

    • 著者名/発表者名
      磯野拓也、大塚一世、近藤洋平、佐藤敏文、Redouane Borsali、覚知豊次
    • 学会等名
      第62回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都市)
    • 年月日
      20130529-20130531
  • [学会発表] ポリイソシアネートとポリカプロラクトンからなる光分解性ブロック共重合体の精密合成

    • 著者名/発表者名
      齋藤憲吾・末政大地・西川直毅・酒井直哉・田島健次・覚知豊次・佐藤敏文
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2013年夏季研究発表会
    • 発表場所
      北見工業大学(北見市)
  • [学会発表] Synthesis and Morphological Characterization of Miktoarm star Polymers Consisting of Maltoheptaose and Polycaprolactone

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Satoh
    • 学会等名
      2013 SNU-HU Chemistry symposium on "The Present Chemistry at SNU and HU"
    • 発表場所
      Seoul National University(ソウル市・韓国)
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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