2008 Fiscal Year Annual Research Report
DNA担持ポリマーナノミセルの精密構造制御と高感度センシングデバイスへの応用
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19700412
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
金山 直樹 The Institute of Physical and Chemical Research, 前田バイオ工学研究室, 客員研究員 (80377811)
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| Keywords | DNA / ブロック共重合体 / 感温性高分子 / ミセル / バイオコンジュゲート |
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| Research Abstract |
今年度は, 前年度に確立したRAFT重合法により得られる末端チオール化ビニルポリマーと5'末端マレイミド化DNAとの効率的なコンジュゲート法を用い, 分子量の異なる末端チオール化温度応答性ポリマー(PNiPAAm-SH: Mn=3500-30000, M_w/M_n<1.2)と9merの短鎖DNAからなる4種類のブロック型コンジュゲートポリマー(PNiPAAm-b-DNA)を合成した. PNiPAAmセグメントの下限臨界溶液温度(LCST)である32℃以上にPNiPAAm-b-DNA水溶液を加熱したところ, いずれの組成においてもPNiPAAmホモポリマー溶液で見られるようなcoil-to-globule転移に伴う白濁・沈殿形成は確認されず, 溶液は透明なままであった. 一方, 同溶液のHe-Neレーザー光(633nm)入射に対する散乱光の強度は, 特定の温度以上で急激に増大した. また, 散乱光強度の上昇開始温度はPNiPAAmセグメント鎖長に依存して変化し, 鎖長の長いものほど低温側から(〜30℃)散乱光強度が増大する傾向が見られた. これら温度依存的な散乱光強度の変化は, PNiPAAmセグメントの脱水和に伴う自発的な会合体形成に起因することが動的光散乱およびAFM観察の結果より確認された. さらにPhiPAAm-b-DNA会合体は, その表面に短鎖DNAからなるシェル層を有しており,これと相補的な配列のDNA鎖をハイブリダイズさせることによって任意の塩基対構造を有するDNA二重鎖担持ナノ粒子を得ることができた. DNA二重鎖担持ナノ粒子の分散安定性は, 表層のDNA二重鎖の自由末端近傍の塩基対構造に強く依存し, 例えば水銀(II)イオンと特異的な相互作用をするT-Tミスマッチ塩基対を適切な位置に配置することで, 微量の水銀(II)イオンに対し明敏に応答(凝集)し, 可視情報を与えるセンシングデバイスとなることを明らかにした.
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