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2018 年度 実績報告書

Membrane-on-Membrane ~階層型自己組織化材料の創成~

研究課題

研究課題/領域番号 26249116
研究機関大阪大学

研究代表者

馬越 大  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (20311772)

研究分担者 菅 恵嗣  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00709800)
島内 寿徳  岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (10335383)
林 啓太  奈良工業高等専門学校, 物質化学工学科, 講師 (10710783)
岡本 行広  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (50503918)
中村 秀美  奈良工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (70198232)
塩盛 弘一郎  宮崎大学, 工学部, 教授 (80235506)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
キーワードMembranome / Membrane-on-Membrane / リポソーム / キラル認識 / 不斉合成 / 分子認識 / ナノドメイン / 表層水和水
研究実績の概要

H30年度は,Membrane-on-Membrane(MoM)シートを開発のための戦略を明らかにした.(1)基盤性材料としてのMoMシートの設計ならびに微小物性の評価、(2)機能誘導するためのコアユニット(LIPOzyme、発展させて、分子認識・変換機能を誘導できる膜場)の設計について検討した。特に、膜場界面の微細特性の解析法(例 高感度ラマン解析、蛍光表層水和解析など)および膜場機能の評価法(例 L-Pro触媒、相間移動触媒反応による判定)に取り組むとともに、(1)と(2)を満たすMoM材料を開発した。(a) クライオゲル:多孔性のクライオゲルを基盤材料として、リポソームを高密度に固定化したハイドロゲルを作成し、アミノ酸(L-/D-Trp)の光学分割に応用できることを示した。(a)'単分子膜修飾クライオゲル:さらに発展させて、材料内部の固液界面にリン脂質の単分子膜を固定化させた新規なゲル材料を調製し、固定化した「膜場」の安定性を高度に維持しながら、前述した光学分割能を誘導できる材料を新規に開発した。(b)Cubosomalゲル:脂肪酸/モノオレイン集合体の界面物性/内部物性を定量的に評価した結果、分子集合体表面/内部の界面は、リポソーム/ベシクル膜と同様の高度に秩序化された構造を持つことが示され、また、共連続的な構造を有する可能性が示された。Cubosomalゲルで、分子認識能あるいは分子変換能(界面に配向した4級アンモニウム触媒による不斉的変換能)を誘導することを示した。上記3つのケーススタディを通じて、ミクロスケールの分子群が自己組織的に集積化して形成されるメソスケール「膜場」の特性ならびに機能を独自解析手法を用いて定量的に評価し、それを活かしたままマクロスケールの材料を調製し、各種の応用(例 光学分割、不斉的分子変換(一部材料))に展開する指針を示した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件、 招待講演 7件)

  • [国際共同研究] ETH Zurich(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      ETH Zurich
  • [国際共同研究] Abo Akademi(フィンランド)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      Abo Akademi
  • [国際共同研究] Universiti Technologi Malaysia(マレーシア)

    • 国名
      マレーシア
    • 外国機関名
      Universiti Technologi Malaysia
  • [国際共同研究] UC Davis(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      UC Davis
  • [国際共同研究] Seoul National University(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Seoul National University
  • [雑誌論文] Functional Hydration Behavior: Interrelation Between Hydration and Molecular Properties at Lipid Membrane Interfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Nozomi Watanabe, Keishi Suga, Hiroshi Umakoshi
    • 雑誌名

      J. Chemistry

      巻: 2019 ページ: 4867327

    • DOI

      https://doi.org/10.1155/2019/4867327

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detection of L-Proline-Catalyzed Michael Addition Reaction in Model Biomembrane2019

    • 著者名/発表者名
      Masanori Hirose, Shigenori Sugisaki, Keishi Suga, Hiroshi Umakoshi
    • 雑誌名

      J. Chemistry

      巻: 2019 ページ: 4926435

    • DOI

      https://doi.org/10.1155/2019/4926435

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Solvatochromic modeling of Laurdan for multiple polarity analysis of dihydro-sphingomyelin bilayer2019

    • 著者名/発表者名
      Nozomi Watanabe, Yuka Goto, Keishi Suga, Thomas K. M. Nyholm, J. Peter Slotte, Hiroshi Umakoshi
    • 雑誌名

      Biophysical Journal

      巻: 116(5) ページ: 874-883

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.bpj.2019.01.030

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Smart Preparation of Polydiacetylene Hydrogel Based on Self-Assembly of Tricosadiynoic Acid and 1-Oleoylglycerol (Monoolein)2019

    • 著者名/発表者名
      Keishi Suga, Yoko Otsuka, Kengo Yoshida, Hiroshi Umakoshi
    • 雑誌名

      J. Chem. Eng. Japan

      巻: 52(3) ページ: 311-316

    • DOI

      https://www.jstage.jst.go.jp/article/jcej/52/3/52_18we095/_article

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lipid-Surrounding Water Molecules Probed by Time-Resolved Emission Spectra of Laurdan2019

    • 著者名/発表者名
      Nozomi Watanabe, Keishi Suga, J. Peter Slotte, Thomas K. M. Nyholm,Hiroshi Umakoshi
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] リポソーム膜場における分子認識/変換2019

    • 著者名/発表者名
      馬越 大, 菅 恵嗣
    • 雑誌名

      膜(Membrane)

      巻: 44(2) ページ: 69-75

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of DDAB/Cholesterol Vesicles and Its Comparison with Lipid/Choresterol Vesicles2018

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Iwasaki, Keishi Suga, Yukihiro Okamoto, Hiroshi Umakoshi
    • 雑誌名

      J. Nanosci. Nanotechnol.

      巻: 25 ページ: 37-46

    • DOI

      https://doi.org/10.1166/jnn.2018.14252

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Liposome Membranes Assist the L-Proline-Catalyzed Aldol Reaction of Acetone and p-Nitrobenzaldehyde in Water2018

    • 著者名/発表者名
      Masanori Hirose, Shimpei Fujiwara, Takaaki Ishigami, Keishi Suga, Yukihiro Okamoto, Hiroshi Umakosh
    • 雑誌名

      Chem. Letter

      巻: 47(7) ページ: 931-934

    • DOI

      https://doi.org/10.1246/cl.180180

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Systematic Characterization of DMPC/DHPC Self-Assemblies and Their Phase Behaviors in Aqueous Solution2018

    • 著者名/発表者名
      Shogo Taguchi, Keishi Suga, Keita Hayashi, Yukihiro Okamoto, Ho-Sup Jung, Hidemi Nakamura, Hiroshi Umakoshi
    • 雑誌名

      Colloids and Interfaces

      巻: 2(4) ページ: 73

    • DOI

      https://doi.org/10.3390/colloids2040073

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Bio-Inspired Separation Utilizing Self-Organizing System2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Umakoshi, Keishi Suga, Yukihiro Okamoto
    • 学会等名
      化学工学会第83年会, 関西大学, 大阪
    • 招待講演
  • [学会発表] ポリジアセチレンの特性制御を目的とするコレステロール修飾脂質膜の評価,2018

    • 著者名/発表者名
      吉田 健悟, 菅 恵嗣, 岡本 行広, 馬越 大
    • 学会等名
      化学工学会第83年会, 関西大学, 大阪
  • [学会発表] カチオン性界面活性剤ベシクルによる不斉アルキル化反応の温度依存的なキラリティ制御2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 遼太, 菅 恵嗣, 岡本 行広, 馬越 大
    • 学会等名
      化学工学会第83年会, 関西大学, 大阪
  • [学会発表] 不斉アルキル化反応に及ぼす脂質膜の秩序構造の影響2018

    • 著者名/発表者名
      脇田 拓哉, 菅 恵嗣, 岡本 行広, 馬越 大
    • 学会等名
      化学工学会第83年会, 関西大学, 大阪
  • [学会発表] "Membrane-on-Membrane" for Chiral Process2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Umakoshi, 〇Keishi Suga
    • 学会等名
      化学工学会第83年会, 関西大学, 大阪
    • 招待講演
  • [学会発表] オレイン酸/モノオレインから成る秩序高く階層的な自己組織化膜の設計2018

    • 著者名/発表者名
      菅 恵嗣, 大塚 葉子, 岡本 行広, 馬越 大
    • 学会等名
      日本膜学会第40年会, 早稲田大学, 東京
  • [学会発表] ポリジアセチレンを含有するゲル状分子集合体の調製と評価2018

    • 著者名/発表者名
      菅 恵嗣, 大塚 葉子, 岡本 行広, 馬越 大
    • 学会等名
      分離技術会2018年会, 日本大学生産工学部, 千葉
  • [学会発表] ナノ秒時間分解蛍光スペクトル測定に基づくリン脂質膜表層の水和挙動評価2018

    • 著者名/発表者名
      渡邉 望美, 菅 恵嗣, 岡本 行広, Slotte J. Peter, 馬越 大
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会, 鹿児島大学, 鹿児島
  • [学会発表] 膜表面増強ラマン法(MSERS)を活用するリン脂質膜における分子挙動解析手法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      菅 恵嗣
    • 学会等名
      2018年日本表面真空学会学術講演会, 神戸国際会議場, 兵庫
    • 招待講演
  • [学会発表] Cubosomalゲルの作製・評価方法の開発とその応用に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      菅 恵嗣
    • 学会等名
      化学工学会第84年会, 芝浦工業大学, 東京
    • 招待講演
  • [学会発表] Bio-Inspired Membrane Based Self-Organizing System2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Umakoshi, Keishi Suga
    • 学会等名
      AIChE 2018, David L. Lawrence Convention Center, Pittsburgh, PA, USA
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Solvatochromic Property in Lipid Bilayer Interphases Analyzed Based on Time Resolved Emission Spectrum of Laurdan2018

    • 著者名/発表者名
      Nozomi Watanabe, Keishi Suga, Thomas Nyholm, J. Peter Slotte, Hiroshi Umakoshi
    • 学会等名
      AIChE 2018, David L. Lawrence Convention Center, Pittsburgh, PA, USA
    • 国際学会
  • [学会発表] Designer vesicle as an "Embryo" in food materials2018

    • 著者名/発表者名
      H. Umakoshi
    • 学会等名
      2018 KosFoST International Symposium and Annual Meeting, BEXCO, Busan, Korea
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of fatty acid-based self-assembly platform: ~ from nano capsule to hydrogel~2018

    • 著者名/発表者名
      K. Suga
    • 学会等名
      2018 KosFoST International Symposium and Annual Meeting, BEXCO, Busan, Korea
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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