ハイドロゲル超薄膜の逐次調製と分子シンクロ型機能発現システムの構築

超薄水凝胶膜的序贯制备及分子同步功能表达系统的构建

• 批准号: 13022258
• 负责人: 芹澤 武
• 金额: $ 2.69万
• 依托单位: Kagoshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13022258/
• 关键词: 高分子電解質; 多層超薄膜; 逐次積層; ハイドロゲル; 静電相互作用; 超薄膜; 自己組織化; 超分子化学; ナノ材料; 分子認識

金電極を持つ水晶発振子(QCM)を基板として用いて超薄ハイドロゲルの生成過程を定量的に解析した後、サイクリックボルタンメトリー(CV)により基板電極上でのフェリシアンイオンの酸化・還元過程を電気化学的に解析することで、モデルイオンの透過挙動を観察した。調製したゲル薄膜が水中で40nmといった厚さを有するにもかかわらず、被服前のQCM電極とほぼ同じピーク電流値が得られた。固体状態の交互吸着膜では20nm程度の厚さであっても全くイオンは透過しないことから、この薄膜が膨潤しているために、容易に膜中をイオンが透過したものと考えられる。水溶液の温度を変化させながらCV測定した結果、NIPAAmの下限臨界溶解温度に由来するハイドゲルの相転移温度以上では、ピーク電流値が劇的に減少し、イオン透過を抑制していることが明らかになった。この外部環境依存的なイオン透過は、相転移温度を境にして可逆的に繰り返すことも可能であることが分かった。これらの結果より、調製した超薄ハイドロゲルは、外部温度にシンクロする形で物質透過をon-offできることが明らかになった。有機低分子の担持能について検討すること、また結合挙動から膜構造を類推することを目的として、モデル色素であるカチオン性のメチレンブルー(MB)とアニオン性のメチルオレンジ(MO)を超薄ハイドロゲルに吸着させた。その結果、MOは容易に膜中を透過し担持することができるのに対して、MBは吸着しなかった。膜中の官能基の残存量および電荷種は、適用する高分子の組み合わせを変えることで容易に制御できることから、様々な有機低分子を担持できることが示唆された。また、アルカリ水溶液に浸すことで担持したMOをpH依存的に放出することができた。よって、外部環境にシンクロした放出制御も可能であることが示唆された。

The crystal oscillator (QCM) substrate system is used to generate a quantitative analysis of the process by using the ultra-thin crystal oscillator (QCM). After the process is analyzed, the CV substrate is used to analyze the process of acidification. The thickness of the thin film is different from that of the 40nm film in the water, and the QCM cathode is the same as the current current before the quilt. The solid state cross-absorption membrane is sensitive to the thickness of the 20nm, the thickness of the solid state, the thickness of the film, the thickness of the film. The temperature temperature of the aqueous solution, the results of the CV test, the lower limit of the solution temperature of the NIPAAm, the temperature of the phase shift above the temperature, the temperature of the current current, the temperature of the temperature, the temperature of the solution, the temperature of the temperature, the temperature of the temperature If the external environment is dependent on the environment, the temperature may be affected by the phase shift of the environment. The results show that the temperature is very thin, the temperature is very high, and the external temperature is sensitive to the temperature of the on-off. The low molecular weight device (LMWH) can be used to determine whether the target is sensitive, the color is sensitive, the color is sensitive (MB), and the ultra-thin device (MO) is used to absorb the sensor. The results showed that the membrane of MO was easy to absorb, and MB was able to absorb the drug in the membrane. The residue of functional groups in the film is used to determine the amount of electric charge, the polymer system is used, the equipment is easy to control, and the organic low molecular weight device is used to signal and instigate electricity. The release of MO-dependent pH was carried out by immersion in aqueous solution. The release and control of environmental pollution in the external environment may be a sign of instigation.

项目成果

Takeshi Serizawa: "Thermo-Responsive Ultrathin Hydrogels Prepared by Sequential Chemical Reactions"Macromolecules. 35. 2184-2189 (2002)

Takeshi Serizawa：“通过连续化学反应制备的热响应超薄水凝胶”大分子。

Takeshi Serizawa: "Thermoresponsive Properties of Porous Poly(N-isopropylacrylamide) Hydrogels Prepared in the Presence of Nano-Sized Silica Particles and Subsequent Acid Treatment"J.Polym.Sci.Part A : Polym.Chem.. 40. 4228-4235 (2002)

Takeshi Serizawa：“在纳米二氧化硅颗粒存在和随后的酸处理下制备的多孔聚（N-异丙基丙烯酰胺）水凝胶的热响应特性”J.Polym.Sci.A部分：Polym.Chem.. 40. 4228-4235（

Takeshi Serizawa: "Rapid and Controlled Deswelling of Porous Poly(N-isopropylacrylamide) Hydrogels Prepared by Templating of Interpenetrated Nano-Porous Silica Particles"J.Polym.Sci.Part A : Polym.Chem.. 40. 3542-3547 (2002)

Takeshi Serizawa：“通过互穿纳米多孔二氧化硅颗粒模板制备多孔聚（N-异丙基丙烯酰胺）水凝胶的快速和受控消溶胀”J.Polym.Sci.A部分：Polym.Chem.. 40. 3542-3547 (2002)

Takeshi Serizawa: "Stepwise Fabrication and Characterization of Ultrathin Hydrogels Prepared from Poly(vinylamine-co-N-vinylformamide) and Poly(acrylic acid) on a Solid Substrate"Macromolecules. (印刷中). (2003)

Takeshi Serizawa：“在固体基质上由聚（乙烯胺-N-乙烯基甲酰胺）和聚（丙烯酸）制备的超薄水凝胶的逐步制造和表征”（出版中）。