刺激応答性発光ナノファイバーのデザインとバイオ領域への応用

刺激响应发光纳米纤维的设计及其在生物技术中的应用

• 批准号: 15F15031
• 负责人: 矢貝 史樹
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Chiba 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: 2015-07-29 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15F15031/
• 关键词: 光応答性; 螺旋; ナノファイバー; 超分子ポリマー; フォールディング; 光異性化; 水素結合; 会合体; アゾベンゼン

ナフタレンとアゾベンゼンを有する水素結合性分子をモノマーとして用い、光刺激に応答して特異な超分子重合を示す系の構築に挑戦した。これまでの研究によって、溶媒の極性制御によって速度論的要素をできるだけ排除することで、螺旋構造を有する超分子ポリマーが調製できることを明らかにしている。そこで昨年度は、アゾベンゼンの異性化を利用して超分子ポリマーの重合制御ができないかと考え、次のような実験を行った。あらかじめ重合しにくいシス体にしておいたモノマー分子のメチルシクロヘキサン溶液に弱い可視光を照射し、重合性のトランス体の濃度を制御することで、円環（リング）構造を有する超分子ポリマーを高い収率で調製することができることを、AFMならびにTEM観察によって明らかにした。さらに、形成されたリング状超分子ポリマーは、内部のアゾベンゼン分子のトランスからシスへの光異性化に対して機械的耐性を示すことも明らかになった。すなわち、螺旋構造とリング構造を共存させた溶液に紫外光を照射すると、螺旋構造は伸長したファイバー構造へと解けるが、リング構造は構造変化を示さなないことが明らかになった。また、非常に強い紫外線を照射すると、リング構造の開環が起こるが、溶媒の極性によって形成されるファイバーの長さが異なることも明らかになった。これらの研究成果は、特異な構造形成がナノメートルスケールでの物体に与える機械的特性に関する全く新しい知見を与えている。この研究成果を元に、現在学術論文を執筆中である。

The water binding molecules are activated by light, and the supermolecules are activated by light. In this paper, the study of solvent polarity control, the elimination of velocity theory elements, helical structure, supramolecular modulation, etc. In the past, the use of supramolecular molecules to control heterogeneities has been studied. The supermolecular structure of the supermolecule is characterized by a supermolecular structure, a supermolecular structure and a supermolecular structure. In addition, the formation of a new type of supramolecular, internal and external molecules, the formation of a new type of optical resistance The structure of the spiral structure is blue and blue. The structure of the spiral structure is blue and blue. In addition, the structure of the solvent is formed by ultraviolet radiation. The results of this research are new insights into the formation of special structures related to the characteristics of objects and machines. The research results are in the process of writing academic papers.

项目成果

Light-induced unfolding and refolding of supramolecular polymer nanofibers

超分子聚合物纳米纤维的光诱导展开和重折叠

• 发表时间: 2017
• 期刊: Nature Communications
• 影响因子: 16.6
• 作者: Bimalendu Adhikari;Yuki Yamada;Mitsuaki Yamauchi;Kengo Wakita;Xu Lin;Keisuke Aratsu;Tomonori Ohba;Takashi Karatsu;Martin Hollamby;Nobutaka Shimizu;Hideaki Takagi;Rie Haruki;Shin-ichi Adachi;Shiki Yagai
• 通讯作者: Shiki Yagai

Folding-Unfolding of Supramolecular Polymer by Light

超分子聚合物的光折叠-解折叠

• 发表时间: 2016
• 作者: Bimalendu Adhikari;矢貝史樹
• 通讯作者: 矢貝史樹

Light-Driven Folding-Unfolding in Supramolecular Polymer

超分子聚合物中的光驱动折叠-展开

• 发表时间: 2016
• 作者: Bimalendu Adhikari;矢貝史樹
• 通讯作者: 矢貝史樹