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高分子物性に基づいたバイオシステム・インスパイアード膜の創製

基于聚合物特性创建受生物系统启发的膜

基本信息

批准号：
08F08825
负责人：
山口猛央
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08F08825/
关键词：
バイオインスパイアードプラズマグラフト重合分子認識ゲート膜基材の加水分解グラフトポリマーの単離・分析透過性制御イオン浸透圧自律振動ポリマー物性インスパイアーグラフト重合超分子感温性ポリマー生体物質センサー

项目摘要

生体が持つ、リズミカルな制御や外部濃度変化に対する環境応答を人工的に実現するシステムを目指して、高分子物性を基礎としたバイオシステム・インスパイアード膜の創製を行った。温度に応答して膨潤収縮するNイソプロピルアクリルアミドポリマーと、K+イオンを選択的に捕捉するクラウンエーテルをコンジュゲートした高分子は、K+イオンに応じて膨潤収縮する機能性高分子である。この高分子を多孔質基材細孔中にプラズマグラフト重合してイオン応答分子認識ゲート膜を作成した。イオン認識ゲート膜の膜性能を解析し最適化を行うためには、グラフトポリマーを直接分析する手段が必要不可欠である。しかしながら、グラフトポリマーは基材に共有結合しているため、グラフトポリマーの単離・分析は一般に困難であった。本研究ではこれを可能とするべく、ポリエステル系のポリカーボネート多孔質膜基材にグラフトポリマーを固定化し、基材のみを強アルカリで加水分解することで、ビニルポリマーであるグラフト鎖のみを単離・分析する手法を初めて開発した。この新技術により、グラフト高分子物性と膜性能の比較による、ゲート膜のチャネル機能の直接的なメカニズム検討が可能になった。解明したメカニズムを元に、グラフト鎖を数百万という高い分子量に制御し、また適度な分子量分布を持たせることで、膜細孔中にグラフトポリマーが充分に膨潤収縮するスペースを確保することができ、数百倍以上の高度なON-OFF性能を発揮するゲート膜の創製に成功した。このON-OFF性能は他のゲート膜を大きく上回る高い性能である。数百倍の透過性制御が可能であるイオン認識ゲート膜を用いて、イオン認識を引き金とした生体類似のイオン浸透圧制御や、さらにはリズミカルな透過性の自律振動制御に世界で初めて成功している。

Biological control, external concentration control, artificial realization, polymer physical properties, and film creation temperature dependent swelling of N, N, K+, K+ The polymer substrate has pores and pores, and the polymer substrate has pores and pores. To understand the film properties of the film optimization, the method is necessary. It is difficult to analyze the total amount of substrate. This study is aimed at the development of a new method for the immobilization of porous membrane substrates and the hydrolysis of substrates. This new technology provides a new way to compare polymer properties and film properties. The successful creation of the membrane was achieved by ensuring sufficient swelling and shrinkage of the membrane in the pores of the membrane, and by developing hundreds of times more highly ON-OFF properties. ON-OFF performance is the highest performance. Hundreds of times the permeability control is possible, the understanding of the membrane is used, the understanding of the membrane is introduced, the biological similar permeability control is possible, the permeability control is possible, the self-vibration control is possible, the world is successful.