生理活性分子で被履された樹木状高分子に基づく生体模倣材料

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これまで申請者のグループでは、光異性化能を有するアゾベンゼン分子を複数個側鎖に導入した、枝分かれ構造を有するシリンダー状高分子「ポリマーブラシ」を、大面積かつ3次元的に一挙に配向させる革新的手法の開拓に成功した。ポリマーブラシは、これまで多くの研究が行われてきた複雑な分岐構造を有する樹木状高分子「デンドリマー」と類似の構造であり、側鎖官能基の機能を分子全体に拡張することができる。そして、ポリマーブラシはその構造異方性により、異方的配向特性を有する集積体を形成できることから、高度に指向性を持った機能性ソフトマテリアルの創成が期待される。そこで本研究では、上記手法を用いた新規生体模倣材料の開発に取り組んだ。特に、分子機能の異方的集積化に着目し、神経細胞や酵素の伝遠・運搬といった異方的機能発現の実現を目指し研究を展開した。24年度は、前年度に合成したポリマーブラシの集合構造をSPring-8の放射光を用いた小角X線散乱(SAXS)測定により詳細に検討した。これらのポリマーは、メソゲン数が増えると二次元格子であるレクタンギュラー構造およびヘキサゴナル構造を形成した。これは、側鎖メソゲン数の増加に伴い、ポリマーの形状が平板状からシリンダー状に変化したことに起因する。その結果から、得られたシリンダー分子の周辺部位に機能団が集積することが示唆された。以上の研究を通じて、シリンダー構造を形成するポリマー側鎖には、複数のメソゲンの導入が不可欠であることを証明し、それらのポリマーブラシの周辺部位に様々な機能団が配置できることを明らかにした。次に、ホットプレス法により、シリンダー状ポリマーブラシが異方的に集積したフィルムの作成に成功した。これは、異方的に機能発現するポリマーフィルムの開発に対する新たなアプローチになり得る。これらの成果は、生理活性部位を側鎖にもつポリマーブラシからなる、生体模倣材料の開発への足場を作ったと言える。