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2015 年度 実績報告書

配列化バナジウム錯体を介した反応場・分子認識場の構築

公募研究

研究領域元素ブロック高分子材料の創出
研究課題/領域番号 15H00748
研究機関神戸大学

研究代表者

大谷 亨  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10301201)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードバナジム / デンドリマー / デンドロン / グリセロール / 元素ブロック / 自己組織化 / リポソーム
研究実績の概要

本研究では、グリセロールをベースに枝分かれ状にしたポリグリセロールデンドリマー(PGD)やグリセロールデンドロン(GD)をベースとしたバナジム錯体元素ブロックを調製し、さらに自己組織化することによる触媒反応場と分子認識場の構築を目的としている。
GDを有機分子とし、無機元素にバナジウムを用いた元素ブロックの調製を試みた。三座配位である四価のバナジウム錯体から最小単位のGDであるグリセロールを配位させることにより五価のバナジウム錯体の形成をUV-VIS、1H-NMR、 ESRスペクトル測定により確認した。さらに、世代数の異なるGDを用いたバナジウム錯体を調製し、同様に確認することでGD-バナジウム元素ブロックの調製に成功した。ピロガロールを基質とした酸化反応触媒としてこれらの元素ブロックを使用したところ、1,2-ジオール配位効果によるププロガリン(酸化体)への酸化反応が増大することを見いだした。
また、自己組織化に鑑みて、GD―リン脂質(1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine(DSPE))誘導体を調製した。得られたGD修飾リン脂質を用いてリポソームを調製したところ、各リポソーム懸濁液のZeta電位の値から、リポソーム表面への分子修飾が示唆された。また、TEM観察からもリポソームの調製の確認ができた。GDの親水性(世代数)と水和との関連性について、細胞内取り込みとの関連性も検討したところ、世代数の低下による細胞内取り込みの向上が見られた。このことは、GD水酸基の水素結合性との関連が示唆された。
以上のように、バナジウム元素ブロックと自己組織化の両面から本研究を推進することによって、1,2-ジオールをベースとした触媒反応場の構築の基礎的知見を得ることができた。

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

グリセロールデンドロン(GD)をもとにしたバナジウム錯体の構造解析について進めることができ、モデル触媒反応により元素ブロック化の効果を確認できたことは当初の予定通りである。錯体の安定性は不明であるが、触媒効果実験の結果から、元素ブロックとしての機能を呈示できる程度の安定性があると判断でき、こちらについても予定通りの進捗であると判断した。

今後の研究の推進方策

バナジウム錯体の構造解析においてGD世代数の増加に伴う化学量論数のばらつきが生じることがあるので、この取り扱いについては検討を進める。自己組織化以外にも。モノマー化、ポリマー化を行うことで「元素ブロックポリマー」としての触媒機能についても検討していく。
また、班員との共同研究でバナジウム以外の元素ブロックの調製についても今後進めていく予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Amphiphilic Polymerizable Porphyrins Conjugated to a Polyglycerol Dendron Moiety as Functional Surfactants for Multifunctional Polymer Particle2015

    • 著者名/発表者名
      M. Moriishi, Y. Kitayama T. Ooya, T. Takeuchi
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 31 ページ: 12903-12910

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.5b02865

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Amino Acid-Dependent Host–Guest Interaction: Polyglycerol Dendrimer of Generation 3 Encapsulates Amino Acids Bearing Two Amino Groups2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ooya, H. J. Lee
    • 雑誌名

      ChemNanoMat

      巻: 1 ページ: 264-269

    • DOI

      10.1002/cnma.201500018

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ポリグリセロールデンドリマーおよびデンドロンの微粒子としての特徴2015

    • 著者名/発表者名
      大谷 亨
    • 雑誌名

      バイオマテリアル-生体材料

      巻: 33 ページ: 284-287

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] Cellular Interaction of Polygycerol Dendrimers and Those Derivatives2016

    • 著者名/発表者名
      Tooru Ooya, Yuji Kawashima
    • 学会等名
      10th World Biomaterials Congress (WBC2016)
    • 発表場所
      Montreal Convention Center (Montreal, Canada)
    • 年月日
      2016-05-17 – 2016-05-22
  • [学会発表] グリセロール誘導体とバナジウム錯体形成をベースとした元素ブロックの調製2016

    • 著者名/発表者名
      小園 雄大、大谷 亨
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] キラル制御ハイパーブランチポリグリセロールの表面・バルク特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      杉本 洋輔、大谷 亨
    • 学会等名
      第37回日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府、京都市)
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-10
  • [学会発表] ポリグリセロールデンドリマーのDDSへの応用可能性2015

    • 著者名/発表者名
      大谷 亨
    • 学会等名
      平成27年度「メディショナルナノテク研究会」第2回例会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府、吹田市)
    • 年月日
      2015-09-25
  • [学会発表] Tocopherol-based drug carriers: combination of antioxdation and anticancer drugs2015

    • 著者名/発表者名
      Tooru Ooya
    • 学会等名
      The 2015 International Symposium for Advanced Materials Research (ISAMR 2015)
    • 発表場所
      Sun Moon Lake Teachers' Hostel (Soon Moon Lake, Taiwan)
    • 年月日
      2015-08-16 – 2015-08-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 枝分かれポリグリセロール架橋ヒドロゲルの 物理化学的特性におけるエナンチオ効果2015

    • 著者名/発表者名
      杉本 洋輔、大谷 亨
    • 学会等名
      バイオマテリアル学会関西若手研究会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府、吹田市)
    • 年月日
      2015-08-05
  • [学会発表] 水中での新たなキラル場としてのキラルハイパーブランチポリグリセロールの特性2015

    • 著者名/発表者名
      杉本洋輔、大谷 亨
    • 学会等名
      第61回高分子研究発表会[神戸]
    • 発表場所
      兵庫県民会館(兵庫県、神戸市)
    • 年月日
      2015-07-18
  • [学会発表] キラルハイパーブランチポリグリセロールの合成と特性解析2015

    • 著者名/発表者名
      杉本 洋輔, 大谷 亨
    • 学会等名
      第64回高分子年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道、札幌市)
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29
  • [学会発表] Synergistic Effect of Hydrotropic Solubilization and Inclusion Complexation by Hyperbranched Polyglycerol-Modified Cyclodextin2015

    • 著者名/発表者名
      Motomi Kimura, Tooru Ooya
    • 学会等名
      8thAsian Cyclodextrin Conference
    • 発表場所
      熊本県民会館パレア(熊本県、熊本市)
    • 年月日
      2015-05-14 – 2015-05-16
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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