2017 Fiscal Year Annual Research Report
分化する超分子集合体：エネルギーランドスケープに基づく高次構造と機能の制御
Publicly Offered Research
| Project Area | Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions |
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| Project/Area Number |
16H00787
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
杉安 和憲 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主幹研究員 (80469759)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 超分子集合体 / エネルギーランドスケープ / 速度論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに、ポルフィリン誘導体の速度論的な自己集合挙動を報告している。このポルフィリン誘導体は、まず準安定なナノ粒子状集合体を形成し、その後、時間発展的に形態転移する。興味深いことに、ナノ粒子状集合体の溶液に超音波を照射すると１次元のナノファイバーへと形態転移するが、一方、ナノ粒子状集合体の溶液を撹拌していると２次元のナノシートが生じる。それぞれの集合体の熱力学的安定性からエネルギーランドスケープを描くことができ、これによって複雑な形態転移のメカニズムを説明することができた。
今年度は、上記の形態転移の経路を、構造が異なるポルフィリン分子を共存させることによって制御できることを見いだした。
以前の研究から、ナノシートはナノ粒子をon-pathway中間体として形成されることがわかっている。構造がわずかに異なるポルフィリン誘導体が共存すると、２種類のポルフィリンが共集合し、準安定なナノ粒子状集合体を形成する。２種類のポルフィリンから形成されるナノ粒子は、ナノシートのon-pathway中間体として機能できなくなり、結果として、撹拌下においても１次元のナノファイバーを生じることがわかった。このように、on-pathwayとoff-pathwayが競合する場合には、系に対してのわずかな摂動によって容易に経路が切り替わる可能性がある。特に、on-pathway中間体は鋭敏に応答する。この知見は、自己集合の経路を理解・制御する上で非常に重要である。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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