バイオナノリアクターを空間的に固定化した温度応答性高分子ゲルの創製

本研究では、高分子鎖の3次元ネットワーク(高分子ゲル)内にコア安定化酵素内包ポリイオンコンプレックスミセルを存在させることにより、高分子ゲルの架橋密度を制御することによってゲル内での酵素内包ミセルの拡散を抑え、空間的に固定化する。具体的には、ポリエチレングリコールとポリアスパラギン酸からなるブロック共重合体とカチオン性酵素(トリプシン)を混合することによって粒径70nmのポリイオンコンプレックスミセル溶液を調製する。そのミセル溶液に過剰量のグルタルアルデヒド溶液を添加することによって、ミセル内核に架橋構造を導入し、ミセル構造を安定化した。次に、この溶液にN-イソプロピルアクリアミド及び架橋剤を添加しレッドクス重合させることによって、高分子ゲル内にコア安定化酵素内包ポリイオンコンプレックスミセルを固定化する。得られた高分子ゲルへのミセル担持量を定量した結果、架橋密度・ミセルの仕込量に対して一定比率(60-70%)のミセルがゲルに担持されることが確認された。得られたゲルの温度変化に対する相図を作成した結果、ミセルの有無に関係なく、同一温度域(32℃付近)で体積相転移することが確認された。さらに、高分子ゲル表層に温度変化によってスキン相を形成させることによって基質の透過性を制御することによってバイオナノリアクターの機能制御が可能であることも確認された。

本研究では、高分子鎖の3次元ネットワーク(高分子ゲル)内にコア安定化酵素内包ポリイオンコンプレックスミセルを存在させることにより、高分子ゲルの架橋密度を制御することによってゲル内での酵素内包ミセルの拡散を抑え、空間的に固定化する。具体的には、ポリエチレングリコールとポリアスパラギン酸からなるブロック共重合体とカチオン性酵素(トリプシン)を混合することによって粒径70nmのポリイオンコンプレックスミセル溶液を調製する。そのミセル溶液に過剰量のグルタルアルデヒド溶液を添加することによって、ミセル内核に架橋構造を導入し、ミセル構造を安定化した。次に、この溶液にN-イソプロピルアクリアミド及び架橋剤を添加しレッドクス重合させることによって、高分子ゲル内にコア安定化酵素内包ポリイオンコンプレックスミセルを固定化する。得られた高分子ゲルへのミセル担持量を定量した結果、架橋密度・ミセルの仕込量に対して一定比率(60-70%)のミセルがゲルに担持されることが確認された。得られたゲルの温度変化に対する相図を作成した結果、ミセルの有無に関係なく、同一温度域(32℃付近)で体積相転移することが確認された。さらに、高分子ゲル表層に温度変化によってスキン相を形成させることによって基質の透過性を制御することによってバイオナノリアクターの機能制御が可能であることも確認された。