超分子を用いた電子/イオン変換人工膜システムの創製

利用超分子创建电子/离子转换人工膜系统

• 批准号: 02J08633
• 负责人: 伊藤 大知
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J08633/
• 关键词: 分子認識; 人工膜; 相転移; 非線形; 自律振動; 非平衡; ハイドロゲル; 浸透圧

本研究では、分子認識部位とアクチュエータ部位を持つ人工膜システムとその協調による、生体機能に見られるような高度な機能を持った人工膜システムの開発を目的としている。昨年度、本研究にて取り組んでいる人工膜システムが浸透圧及び浸透圧流束制御機能を有することを明らかにした。本年度は、この静水圧流束制御機能と浸透圧制御機能を、Teorell振動子を参考にして細管フィードバックを用いて協調させ、新たな振動子系を構築して実験により実証した。さらに非平衡熱力学の輸送方程式と、Hodgkin-Huxsley方程式に代表される遅れ時間方程式からなる数理モデルを構築してRunge-Kutta法により数値解を求め、計算結果と実験を比較した。数理モデルを用いた考察により、非線形振動に必須な自触媒効果が、輸送係数の膜厚依存性の違いによって生じることを明らかにした。以上の現象は超分子系を他の系に拡張しても成立する普遍的な知見であり、生命と人工材料の隔たりを埋める大きな一歩であり、今後さまざまな工学的応用が期待される。さらに振動現象設計のバリエーションを広げるために、ポリマー設計まで踏み込んだ。アクチュエータとして用いていたN-isopropylacrylamideに換わり、poly-methacrylamidopropyltrimethylamonimchloride(MAPTAC)-co-acrylic acid(AA)を用いた分子認識応答ポリマーの開発を行い、静電相互作用、水素結合、水和構造の制御と複数相互作用を分子認識によって制御することにより、pHが変わると分子認識応答性が変化するポリマーの開発に成功した。

In this study, the molecular knowledge part of the artificial membrane is used to coordinate the operation of the artificial membrane, and the biological mechanism is capable of improving the performance of the artificial membrane. Last year, in this study, the artificial membrane was used to test the performance of the immersion and permeable flow beam control machines. This year, the static water flow beam control machine can be fully permeated with the mechanical energy system, the Teorell vibrator, and the new vibration sub-system. The equation of non-equilibrium mechanics and the equation of Hodgkin-Huxsley represent the equation of mathematics and physics. The method of Runge-Kutta is used to solve the equation, and the calculation results are compared. The mathematical model is used to investigate the mechanical properties, the non-linear vibration device must be self-catalysed, and the number of the film thickness dependent on the thickness of the film. The above-mentioned supramolecular system is known to be widely known, artificial materials are widely used, artificial materials are buried, and engineering is expected to be used in the future. The equipment, equipment and equipment. In this paper, we use N-isopropylacrylamide interaction, poly-methacrylamidopropyltrimethylamonimchloride (MAPTAC)-co-acrylic acid (AA), static interaction, water binding, water and complex interaction to control complex interaction. PH participants are not aware of the success of a successful campaign.

项目成果

Taichi Ito, Takeo Yamaguchi: "Osmotic Pressure Control in Response to a Specific Ion Signal at Physiological Temperature Using a Molecular Recognition Ion Gating Membrane"Journal of the American Chemical Society. in press.

Taichi Ito、Takeo Yamaguchi：“使用分子识别离子门控膜响应生理温度下特定离子信号的渗透压控制”美国化学会杂志。

Taichi Ito, Takeo Yamaguchi: "Various functions of Molecular recognition ion gating membrane - control of hydrostatic flux, diffusion of solute, and osmotic pressure -"Abstracts of the 4th IFOC (International Forum on Chemistry of Functional Organic Chemi

伊藤太一、山口武雄：《分子识别离子门控膜的多种功能——静水通量、溶质扩散和渗透压的控制——》第四届 IFOC（功能有机化学国际论坛）摘要

Taichi Ito, Takeo Yamaguchi: "Model drug release control of molecular recognition ion gating membrane"Abstracts of the 8th IUMRS International Conference on Advanced Materials(学会発表要旨). vol.2. 184 (2003)

Taichi Ito、Takeo Yamaguchi：“分子识别离子门控膜的模型药物释放控制”第八届 IUMRS 国际先进材料会议摘要 184 卷（2003 年）。

伊藤 大知: "物質収支式がもたらす自律的な構造とリズム"化学工学. 67. 186 (2002)

伊藤大一：“质量平衡方程带来的自主结构和节律”《化学工程》67. 186 (2002)。

Taichi Ito, Yuya Sato, Takeo Yamaguchi, Shin-ichi Nakao: "Response Mechanism of a Molecular Recognition Ion Gating Membrane"Macromolecules. in press.

Taichi Ito、Yuya Sato、Takeo Yamaguchi、Shin-ichi Nakao：“分子识别离子门控膜的响应机制”大分子。