ゆらぎが精密に制御された高分子ゲル網目による分子クラウディング環境の創製

本研究課題は、密度とゆらぎを制御した生体適合性ゲル網目の開発およびゲル網目と、その内部の生体分子の運動・相互作用を厳密に評価できる手法の確立、生体分子が高活性化可能なゲル網目の構造最適化と生体現象の発現を目指している。本年度は、密度とゆらぎを制御した生体適合性ゲルの開発をメインに進めた。具体的には側鎖にエチレングリコール基を有し、高い生体適合性を示す高分子であるポリオリゴエチレングリコールメチルエーテルメタクリレート(pOEGMA)を対象にした。大きな特徴は、pOEGMA鎖のエチレングリコール数を変えることで側鎖の長さが変わるため、結果的にゲルネットワークのゆらぎや密度を制御することができる。従って、側鎖の長さがゲル網目の物性に与える影響を調査するため、一連の側鎖長を変えたゲル網目を合成し、各種物性測定を実施した。特に、圧縮試験から得られる力学特性から側鎖長の効果が明らかになった。側鎖が長くなることでゲル網目を構成する高分子鎖同士の立体障害が顕著に働き、ゲル全体の弾性率と圧縮強度が増加することを見出した。また、異なる側鎖長のpOEGMAを任意の比で共重合することで得られるゲルは、共重合比にしたがって力学的特性を制御することができることもわかった。さらに、典型的なゲルとして使用され、力学物性が劣る化学種に対し、微量のOEGMAを共重合するだけで強靭化できることもわかり、汎用性の高い強靭化手法として有用であることを確かめた。これら研究内容の一部は学術論文として受理された。

本研究課題は、密度とゆらぎを制御した生体適合性ゲル網目の開発およびゲル網目と、その内部の生体分子の運動・相互作用を厳密に評価できる手法の確立、生体分子が高活性化可能なゲル網目の構造最適化と生体現象の発現を目指している。本年度は、密度とゆらぎを制御した生体適合性ゲルの開発をメインに進めた。具体的には側鎖にエチレングリコール基を有し、高い生体適合性を示す高分子であるポリオリゴエチレングリコールメチルエーテルメタクリレート(pOEGMA)を対象にした。大きな特徴は、pOEGMA鎖のエチレングリコール数を変えることで側鎖の長さが変わるため、結果的にゲルネットワークのゆらぎや密度を制御することができる。従って、側鎖の長さがゲル網目の物性に与える影響を調査するため、一連の側鎖長を変えたゲル網目を合成し、各種物性測定を実施した。特に、圧縮試験から得られる力学特性から側鎖長の効果が明らかになった。側鎖が長くなることでゲル網目を構成する高分子鎖同士の立体障害が顕著に働き、ゲル全体の弾性率と圧縮強度が増加することを見出した。また、異なる側鎖長のpOEGMAを任意の比で共重合することで得られるゲルは、共重合比にしたがって力学的特性を制御することができることもわかった。さらに、典型的なゲルとして使用され、力学物性が劣る化学種に対し、微量のOEGMAを共重合するだけで強靭化できることもわかり、汎用性の高い強靭化手法として有用であることを確かめた。これら研究内容の一部は学術論文として受理された。