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感熱応答性ナノ高分子ハイドロゲル微粒子のダイナミクスとミクロ環境変化

热敏纳米聚合物水凝胶颗粒的动力学和微环境变化

基本信息

批准号：
17034041
负责人：
岩井薫
金额：
$ 2.56万
依托单位：
Nara Women's 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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

さまざまな機能性高分子が創造され,実用化されているが,現在,外界からの熱刺激に応答機能を持つ感熱性高分子として最も注目を浴びているのはN-イソプロピルアクリルアミドポリマー(PNIPAM)とその仲間であろう。架橋構造を持つPNIPAMハイドロゲルは,相転移温度(約34℃)を境に低温側で膨潤,高温側で収縮するという興味深い性質を示す。近年,このような性質をもつ感熱応答性高分子ハイドロゲル微粒子が注目されている。私たちは,感熱応答性高分子の水溶液やハイドロゲルの応答挙動ならびに蛍光ラベル法によるミクロ環境の研究を展開してきた。本研究では,蛍光ラベルした感熱応答性ナノ高分子ハイドロゲル微粒子を種々の条件で合成し,その感熱応答挙動やミクロ環境変化を種々検討すると共に,増原研(A01班)との共同研究のもと,顕微鏡下,レーザー光によるゲル微粒子の光圧トラッピングおよびその分光蛍光測定により,感熱応答性ハイドロゲルの単一微粒子のダイナミクスとミクロ環境変化の解明を試み,以下の研究成果を得た。(1)蛍光プローブでラベルした感熱性高分子ゲル微粒子の合成とその応答挙動の研究においては,数種の蛍光プローブでラベルしたPNIPAMに加えて類似構造をもつ数種の高分子ハイドロゲル微粒子を合成し,その感熱応答挙動ならびに応答に伴うミクロ環境の変化を検討した。また,これらのゲル微粒子系では,数℃の温度変化で蛍光強度が数倍から約10倍大きくなることから蛍光性温度センサーとしての応用を示した。(2)単一ゲル微粒子のレーザートラッピングとその蛍光分析の研究においては,顕微鏡下,蛍光プローブでラベルしたPNIPAMに加えて類似構造をもつ数種の高分子ハイドロゲル微粒子の光圧トラッピングおよびその蛍光測定に成功した。いずれの系においても蛍光極大波長における蛍光強度は,トラッピングレーザーの照射時間に対して,ゲル微粒子がトラップされることにより段階的に増加する様子が認められた。PNIPAMハイドロゲル微粒子のトラップ直後の蛍光強度の増加には,溶液温度約32℃を境に顕著な差異が認められるとともに,トラップ光強度依存性が認められた。

The functional polymer was created and used in the chemical industry. Now, the function of heat-sensitive polymer is maintained by external heat stimulation. The most attention is paid to the N-type polymer (PNIPAM). The bridge structure maintains PNIPAM temperature and phase shift temperature (about 34℃). The low temperature side expands and the high temperature side contracts. In recent years, the properties of heat-sensitive polymers have attracted much attention. The study of thermal responsive polymer aqueous solutions and their reaction conditions was carried out. In this study, the conditions for the synthesis of thermosensitive polymer particles and the conditions for the formation of thermosensitive polymer particles were studied. The following research results were obtained from the experiments on the thermal sensitivity of single particles in different environments. (1)In the study of synthesis and reaction of thermosensitive polymer particles, several kinds of thermosensitive polymer particles were synthesized by adding similar structure to PNIPAM, and the reaction of thermosensitive polymer particles was studied. The temperature of the particle system varies by several degrees Celsius, and the intensity of the light is increased by several times, about 10 times, and the temperature of the light is increased by several times. (2)In the study of fluorescence analysis of single micro-particles, the fluorescence analysis of single micro-particles was successfully carried out by adding similar structures to PNIPAM under microscope. In the middle of the system, the maximum wavelength of the light intensity is changed, and the irradiation time is changed, so that the particles can be recognized. When PNIPAM particles are separated from each other, the light intensity increases, and the solution temperature is about 32℃.