直線運動する高分子末端と環分子との連続貫通反応を利用した新規ポリロタキサンの合成

本研究課題では、マイクロ流体の直線運動量を駆動力として、高分子末端と環分子との間に定常的な衝突エネルギー を供給し続ける革新的な 超分子形成システムを構築し、ポリロタキサン形成の素材を本来相互作用 しない高分子/環分子の組み合わせにまで拡張することを目指す。これにより未知のポリロタキサン材料の開発に結び つけることが最終目標である。既にポリエチレングリコール(PEG)とガンマシクロデキストリン(CD)とのポリロタキサン形成がマイクロ流体中において著しく促進されることを見出している。2022年度はこの知見を基にして、特に、環のサイズが異なる２種類のCDを用いてたポリロタキサン形成を実施し、マイクロ流体中において環サイズの異なるCDのどちらがPEGと優先的にポリロタキサン形成するのかについて検討を行った。分光測定および顕微鏡観察の結果、まず、全体の包接率はバイアル管を用いた場合と比較して促進されることが明らかとなった。また、ある特定のCD/PEG比において、２種類のCDが同じPEG鎖を同時に包接することが明らかとなった。これらは当初期待した新しいポリロタキサンであり、マイクロ流体中においてポリロタキサン形成が可能な高分子鎖と環分子の組み合わせを拡張できたと言える。原子間力顕微鏡(AFM)による観察の結果、これまでのマイクロ流体中で実施したポリロタキサン形成の場合と同様に、１つ１つのポリロタキサン同士がさらに相互作用することで伸長し、ナノファイバー化していることも明らかとなっている。

本研究課題では、マイクロ流体の直線運動量を駆動力として、高分子末端と環分子との間に定常的な衝突エネルギー を供給し続ける革新的な 超分子形成システムを構築し、ポリロタキサン形成の素材を本来相互作用 しない高分子/環分子の組み合わせにまで拡張することを目指す。これにより未知のポリロタキサン材料の開発に結び つけることが最終目標である。既にポリエチレングリコール(PEG)とガンマシクロデキストリン(CD)とのポリロタキサン形成がマイクロ流体中において著しく促進されることを見出している。2022年度はこの知見を基にして、特に、環のサイズが異なる２種類のCDを用いてたポリロタキサン形成を実施し、マイクロ流体中において環サイズの異なるCDのどちらがPEGと優先的にポリロタキサン形成するのかについて検討を行った。分光測定および顕微鏡観察の結果、まず、全体の包接率はバイアル管を用いた場合と比較して促進されることが明らかとなった。また、ある特定のCD/PEG比において、２種類のCDが同じPEG鎖を同時に包接することが明らかとなった。これらは当初期待した新しいポリロタキサンであり、マイクロ流体中においてポリロタキサン形成が可能な高分子鎖と環分子の組み合わせを拡張できたと言える。原子間力顕微鏡(AFM)による観察の結果、これまでのマイクロ流体中で実施したポリロタキサン形成の場合と同様に、１つ１つのポリロタキサン同士がさらに相互作用することで伸長し、ナノファイバー化していることも明らかとなっている。