マクロスケールでの自己組織化と外部刺激制御を融合した新規機能性超分子材料の創製

结合宏观自组装和外部刺激控制创建新型功能超分子材料

基本信息

批准号：
12J00032
负责人：
中畑雅樹
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、当初の研究実施計画に挙げた２つの課題「（１）分子認識のマクロスケールでの可視化と外部刺激による制御」「（２）超分子導入ヒドロゲルを用いた刺激伸縮性材料の構築」のうち特に（１）について以下の研究を実施した。近年、さまざまな外部刺激に応答してその物性を制御できる材料が注目を集めている。ここにホスト-ゲスト相互作用やイオン性相互作用、水素結合などの超分子科学的アプローチを取り入れることで、生体系を模した、あるいはそれを超えるような高度な機能性材料の構築が期待される。本年度の研究では、分子認識部位としてオリゴヌクレオチドを側鎖に修飾した高分子ヒドロゲルや核酸塩基を側鎖に修飾した高分子オルガノゲルを調製し、それらの間にはたらく接着を評価した。それぞれの相補的な分子認識部位を修飾したゲル同士が、適切な環境下で接着することを見出した。接着の強度を定量的に評価したところ、分子認識部位の導入量が多いほど接着力も増大した。また、認識を競争的に阻害する分子を接着面に添加することで接着が阻害されたことから、核酸塩基間の相補的な相互作用によってゲルが接着したことが示された。水素結合を巧みに活用することにより、水中から有機溶媒中という幅広い環境下においてマクロなスケールで「もの」と「もの」とを接着することに成功した。

今年，我们在原始研究实施计划中提到的两个问题中进行了以下研究：（1）通过外部刺激对分子识别和控制的宏观尺度可视化，以及（2）使用超分子 - 侵袭性水凝胶构建可刺激性拉伸材料。近年来，可以根据各种外部刺激来控制其物理特性的材料引起了人们的注意。通过结合超分子科学方法，例如宿主 - 基因相互作用，离子相互作用和氢键，预计将构建先进的功能材料，以模拟或超过生物系统。在今年的研究中，我们准备了在侧链上修饰的寡核苷酸的聚合物水凝胶，因为分子识别位点和聚合物有机凝胶具有在侧链上修饰的核碱基，并评估了它们之间的粘附。已经发现，在适当的环境下，每个互补的分子识别位点都彼此遵守的每个互补分子识别位点进行了修饰。当对粘附的强度进行定量评估时，引入的分子识别位点的量越大，粘附强度也越大。此外，通过添加竞争性抑制粘附表面识别的分子的添加抑制了粘附，这表明凝胶粘附在核碱基之间的互补相互作用上。通过巧妙地利用氢键，我们成功地在从水到有机溶剂的各种环境中将事物与宏观量表结合在一起。