Construction of Aqueous Polymeric Microphase Separation Two Phase Systems

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細胞内液滴が関与する生命現象・疾患の包括的理解を志向した研究の潮流から、水性環境における親水性高分子の相分離現象への関心が高まっている。本研究は、両親水性ブロック共重合体が形成するメゾスコピックな秩序構造の構造転移や崩壊、選択的分子分配の理解と普遍的発現機構の解明による、水性ミクロ相分離二相系分子システムの構築を目的としている。水溶液中で特異的に相互作用して凝集する分子機構を備えた新規双性イオン型両親水性ブロック共重合体群を設計し、合成した。希薄水溶液で形成される粒子の流体力学的半径を動的光散乱（DLS）測定、濃厚水溶液で形成されるミクロ相分離構造を小角X線散乱（SAXS）測定で解析した。SAXS実験は九州シンクロトロン光研究センターのビームラインBL11を利用した。異種双性イオン高分子で構成される両双性イオンブロック共重合体水溶液のミクロ相分離について、共重合対組成と濃度に対する相図を示した。構成分子鎖の重合度に大きく依存し、閾濃度で水の選択分配特性が変化する、両双性イオンブロック共重合体のユニークな相分離挙動を明らかにした。繰り返し単位にカルボキシベタイン基を含むポリカルボキシベタインが、水、エタノールに対して可溶、水／エタノール混合溶液に対して不溶となる共貧溶媒効果を示すことを発見した。統計力学モデルに基づいてシミュレーションし、水、エタノールとの競争的水素結合と協同性水和に起因する共貧溶媒効果の双性イオン特異性を提案した。さらに、共貧溶媒効果によってミクロ相分離が誘起されるミクロ相分離二相系の構築に成功した。