学生実験への教材化を目指した薬剤カプセルと生体物質との分子間相互作用の解明

1. 研究目的本研究では学生実験への教材化を目指し、Span系界面活性剤およびTween系界面活性剤という構造が類似する2種類の非イオン性界面活性剤により構成される自己集合体の表面特性の検討と自己集合体分子の運動性の評価を行い、自己集合体の特性評価法について検討した。2. 研究方法Span/Tween系界面活性剤自己集合体の調製では、Span 20、Span 40とTween 20、Tween 40を各割合で混合し、クロロホルム : メタノールに溶解した。有機溶媒を除去し、一昼夜減圧乾燥後、リン酸緩衝生理食塩水を加え、凍結融解を繰り返した。エクストルーダーを用いて自己集合体の粒径を100nmに調整した。自己集合体の表面特性の検討では、Tween 20およびTween 40を超純水に溶解し、0～100 wt%の濃度におけるIRスペクトルをFT-IRを用いて測定した。3400 cm^<-1>付近に観察される0-H伸縮振動に対応する吸収スペクトルを測定することにより、Tween系界面活性剤の有するPEG構造と水分子の相互作用を評価した。水相として重水を用いて調製した自己集合体に対する20℃および50℃におけるアシル鎖の運動性評価を1^HNMRを用いて行った。3. 研究結果水に起因するOH伸縮振動は3355cm^<-1>付近にピークが観察されたが、Tween系界面活性剤を添加することによりピークシフトが観察された。このピークシフトは50～60wt%まで直線的に変化したことから、1分子のエチレンオキシドに対して水分子は2.3～3.6分子が相互作用していると考えられる。^1HNMR測定による半値幅を用いた評価では、ペシクルとミセルではミセルの方が自己集合体構成分子の運動性が高いことが明らかとなった。また20℃において、液晶相構造を有するSpan 20/Tween 20ペシクルの場合はNMRスペクトルが観察されたが、ゲル相構造を有するSpan 40/Tween 40ベシクルの場合では正確な測定が困難であった。原因としてベシクルの相状態の違いが起因していると考えられる。分子の運動性はアシル鎖長の違いにより大きく異なることが明らかとなった。学生実験への教材化のため、使用した機器FT-IRとNMR、データ解析で使用したOriginのマニュアルを作成した。今後は学生実験で測定するデータの選別等の検討を行う。

1. 研究目的本研究では学生実験への教材化を目指し、Span系界面活性剤およびTween系界面活性剤という構造が類似する2種類の非イオン性界面活性剤により構成される自己集合体の表面特性の検討と自己集合体分子の運動性の評価を行い、自己集合体の特性評価法について検討した。2. 研究方法Span/Tween系界面活性剤自己集合体の調製では、Span 20、Span 40とTween 20、Tween 40を各割合で混合し、クロロホルム : メタノールに溶解した。有機溶媒を除去し、一昼夜減圧乾燥後、リン酸緩衝生理食塩水を加え、凍結融解を繰り返した。エクストルーダーを用いて自己集合体の粒径を100nmに調整した。自己集合体の表面特性の検討では、Tween 20およびTween 40を超純水に溶解し、0～100 wt%の濃度におけるIRスペクトルをFT-IRを用いて測定した。3400 cm^<-1>付近に観察される0-H伸縮振動に対応する吸収スペクトルを測定することにより、Tween系界面活性剤の有するPEG構造と水分子の相互作用を評価した。水相として重水を用いて調製した自己集合体に対する20℃および50℃におけるアシル鎖の運動性評価を1^HNMRを用いて行った。3. 研究結果水に起因するOH伸縮振動は3355cm^<-1>付近にピークが観察されたが、Tween系界面活性剤を添加することによりピークシフトが観察された。このピークシフトは50～60wt%まで直線的に変化したことから、1分子のエチレンオキシドに対して水分子は2.3～3.6分子が相互作用していると考えられる。^1HNMR測定による半値幅を用いた評価では、ペシクルとミセルではミセルの方が自己集合体構成分子の運動性が高いことが明らかとなった。また20℃において、液晶相構造を有するSpan 20/Tween 20ペシクルの場合はNMRスペクトルが観察されたが、ゲル相構造を有するSpan 40/Tween 40ベシクルの場合では正確な測定が困難であった。原因としてベシクルの相状態の違いが起因していると考えられる。分子の運動性はアシル鎖長の違いにより大きく異なることが明らかとなった。学生実験への教材化のため、使用した機器FT-IRとNMR、データ解析で使用したOriginのマニュアルを作成した。今後は学生実験で測定するデータの選別等の検討を行う。