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カーボンナノチューブの架橋高分子被覆とその生体応用に向けた高機能化

碳纳米管交联聚合物涂层及其生物应用的高功能性

基本信息

批准号：
15J04609
负责人：
堤優介
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、単層カーボンナノチューブ（SWNT）の生体応用が活発に研究されている。この材料の特性を最大限利用するには、表面を修飾し分散させることが必須である。しかし、既存の修飾方法では、その構造に欠陥が生じる、分散安定性が低いという問題がある。そこで本研究では、SWNTを分散した界面活性剤ミセル内部空間での架橋高分子合成という新たな修飾方法を開拓し、非破壊な構造と高い分散安定性を併せ持つ「架橋修飾SWNT」の合成・評価を行った。さらに、その生体応用に向けた研究も実施した。主に以下の3つの成果が得られた。①架橋修飾SWNT合成における必要条件の決定。架橋修飾SWNTの合成を一般化するため、様々なモノマーを用いて合成を試み、合成の必要条件を調査した。その結果、「ミセル内部で選択的に重合が進む合成条件の選択」が必要条件であるとわかった。この成果は、これまで合成が困難であった様々なSWNT/高分子複合体が合成可能であると示しており、学術的にも工業的にも重要な成果である。②超遠心分離による架橋修飾SWNTのサイズ制御。SWNTの生体応用において、そのサイズは生体毒性と細胞取り込みの面から非常に重要であり、特にがん診断・治療への利用には100～200nmの長さが最適である。申請者は、架橋修飾SWNTに対し超遠心分離を行うと「切断」が起こり、200nm程度の長さになることを見出した。この方法では、200nm程度の架橋修飾SWNTが高収率（～100%）で得られ、欠陥導入量が少ないためSWNTの光学特性もほぼ維持していた。よって、光熱治療やイメージングなどがん診断・治療薬としての応用が期待できる。③架橋修飾SWNTの生体応用に向けた高機能化。架橋修飾SWNTの高機能化を可能にする新規モノマー、及びそのモノマーを用いた架橋修飾SWNTの合成に成功した。複合体の生体応用が期待できる結果が得られた。

In recent years, the study of biological activity of SWNT has been carried out. The maximum utilization of the properties of the material is required. The problem of dispersion stability is low. In this study, SWNT dispersion, interfacial activity, internal space, bridging polymer synthesis, novel modification methods, non-destructive structure, high dispersion stability, and synthesis of "bridging modified SWNT" were evaluated. Today, the use of biological research to implement The following three results were obtained.① Determination of necessary conditions for synthesis of bridging modified SWNT. The synthesis of bridge modification SWNT is generalized, and the necessary conditions for synthesis are investigated. As a result, the necessary conditions for the coincidence of internal selection and the selection of synthesis conditions are as follows: This achievement is difficult to synthesize, and SWNT/polymer complexes are possible to synthesize. It is important to achieve academic and industrial results. (2) Super-telecentric separation, bridging, modification, SWNT and control. SWNT biological application, biological toxicity, cell selection, very important, special diagnosis, therapeutic application, optimal length, 100~200nm The applicant shall modify the SWNT for ultra-telecentric separation, and the "cut off" shall be observed for a long time at the level of 200nm. This method achieves a high resolution (~100%) of the bridge modified SWNT at the level of 200nm, and the optical properties of the SWNT are maintained at a low introduction level. The diagnosis, treatment and application of photothermal therapy are expected. (3) Bridging modification of SWNT for biological use is directed to high functionality. The synthesis of high functional SWNT by bridge modification is successful. The biological function of the complex is expected to be successful.