Development of local viscoelasticity measurement using rotational behavior of magnetic nanoparticle under alternating magnetic field

種々の磁気ナノ粒子(MNP)分散試料の交流磁場下における光学異方性変化を測定した。特に周波数依存性について詳細な調査を行い、以下のような結果が得られた。①MNP分散液の磁気直線二色性-周波数スペクトル（MLD-FS）を測定し、そのMNPサイズや組成依存性を調べた。その結果，MNPの異方性エネルギーによりMLD-FSの形状が変化することが分かった。これは、MNPの回転モードの違いに起因し、MNPの新しいキャラクタリゼーション法として利用可能であることが示唆された。②MNP-ハイドロゲル分散液のMLD-FSを測定した。ハイドロゲルとして、巨視的な粘弾性が単緩和Maxwellモデルと良く一致する疎水性エトキシ化ウレタン（HEUR）の水溶液を用いた。その結果、ゲル中ではMNPの表面修飾で、MLD-FSのHEUR濃度依存性が異なった。特に、表面にカルボキシ基を修飾するとHEURとの相互作用が強くなり、HEUR濃度増加に伴いMLD-FSは複雑に変化した。ゲルネットワークに吸着したMNPの配向運動から、局所的な力学特性の議論が可能になると考えられる。③脂質二分子膜小胞であるリポソーム内の粘性率や膜の局所的粘弾性測定への応用を目指し、MNPを内包したリポソーム懸濁液の磁気直線複屈折-周波数スペクトル（MLB-FS）を測定した。MLB-FSの解析から、MNPは脂質膜に吸着し、リポソームと一体となり回転することが分かった。また，MLB-FSの温度変化を調査すると，脂質膜のゲル-液晶相転移温度で急激に変化することが分かり、ナノスケールでの膜の粘弾性測定の可能性が示唆された。

種々の磁気ナノ粒子(MNP)分散試料の交流磁場下における光学異方性変化を測定した。特に周波数依存性について詳細な調査を行い、以下のような結果が得られた。①MNP分散液の磁気直線二色性-周波数スペクトル（MLD-FS）を測定し、そのMNPサイズや組成依存性を調べた。その結果，MNPの異方性エネルギーによりMLD-FSの形状が変化することが分かった。これは、MNPの回転モードの違いに起因し、MNPの新しいキャラクタリゼーション法として利用可能であることが示唆された。②MNP-ハイドロゲル分散液のMLD-FSを測定した。ハイドロゲルとして、巨視的な粘弾性が単緩和Maxwellモデルと良く一致する疎水性エトキシ化ウレタン（HEUR）の水溶液を用いた。その結果、ゲル中ではMNPの表面修飾で、MLD-FSのHEUR濃度依存性が異なった。特に、表面にカルボキシ基を修飾するとHEURとの相互作用が強くなり、HEUR濃度増加に伴いMLD-FSは複雑に変化した。ゲルネットワークに吸着したMNPの配向運動から、局所的な力学特性の議論が可能になると考えられる。③脂質二分子膜小胞であるリポソーム内の粘性率や膜の局所的粘弾性測定への応用を目指し、MNPを内包したリポソーム懸濁液の磁気直線複屈折-周波数スペクトル（MLB-FS）を測定した。MLB-FSの解析から、MNPは脂質膜に吸着し、リポソームと一体となり回転することが分かった。また，MLB-FSの温度変化を調査すると，脂質膜のゲル-液晶相転移温度で急激に変化することが分かり、ナノスケールでの膜の粘弾性測定の可能性が示唆された。