| 研究領域 | 水圏機能材料：環境に調和・応答するマテリアル構築学の創成 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05233
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
長瀬 健一 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 准教授 (10439838)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 温度応答性高分子 / 機能性界面 / ポリマーブラシ / 水和 / 脱水和 / 細胞分離 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、温度応答性高分子界面での水分子の挙動の詳細な解析を行ない、さらなる機能性を有する温度応答性高分子界面の設計指針を構築し、革新的な分離材料を創出する。
2020年度は、温度応答性高分子であるポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAAm)の高分子ブラシに関して温度変化による水和挙動の解析を行った。原子移動ラジカル重合(ATRP)により、密度、鎖長が異なるPNIPAAmブラシを作製し、中性子反射率測定により、PNIPAAmブラシの水和挙動を観察した。PNIPAAmの密度、鎖長が異なることで、温度変化によるPNIPAAmブラシの水和挙動、脱水和による収縮挙動が異なることが示唆された。
さらにPNIPAAmの水和状態を変化させた新しい高分子ブラシ構造を作製した。下層にカチオン性の高分子であるポリ(N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド)(PDMAPAAm)、上層に温度応答性高分子PNIPAAmを修飾したブロック共重合体PDMAPAAm-b-PNIPAAmブラシを二段階のATRPにより作製した。PDMAPAAm-b-PNIPAAmブラシの場合は、下層に荷電性官能基を有することで、PNIPAAmブラシと比較して水和しやすい挙動を示した。また温度変化による表面電位の変化が確認された。この特性を利用して、幹細胞と他の細胞を分離する材料への応用を行ったところ、温度変化で幹細胞を夾雑細胞から分離することが可能であった。
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| 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
当該年度に予定していた温度応答性高分子ブラシの水和挙動解析に着手することができた。さらに、新たな構造を有する高分子ブラシの作製をすることができ、幹細胞の分離への応用をすることができた。これらの理由より当初の計画どおり順調に進捗しているといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
2021年度は、温度応答性高分子ブラシの水和挙動について、軟X線発光分光や、水晶振動子マイクロバランス(QCM)などを用いた検討を行う。さらに、新たな構造を有する温度応答性高分子ブラシを作製し、温度応答性高分子の高機能化を行う。
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