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自励振動ポリマーブラシ表面を用いた新規動的細胞足場培養システムの創製

使用自振荡聚合物刷表面创建新型动态细胞支架培养系统

基本信息

批准号：
16J10174
负责人：
本間健太
金额：
$ 1.79万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題は、膜厚・電荷・ぬれ性などが自律的に変化する高分子修飾表面（自励振動ポリマーブラシ）を設計し、従来の刺激応答性細胞足場とは一線を画す新規動的細胞足場の創製を目的として研究を遂行してきた。これまでに、微細なパターン構造を導入することによって高分子修飾表面の動的な挙動を制御し、また適切な表面設計を施すことによって、高分子鎖に固定された金属触媒の価数に応じて平衡状態の膜厚が異なることを見出した。本年度は、化学振動反応（ベローソフ・ジャボチンスキー（BZ）反応）中、金属触媒の価数が周期的に変化する際の膜厚振動の観測を目指した。膜厚振動の実現にあたって、まず重合開始剤および構造類似の非開始剤をガラス基板に共固定し、異なる修飾密度の自励振動ポリマーブラシを調製した。リアルタイムかつ非侵襲的に物質の表面構造が観察可能なホログラフィック顕微鏡を用いてBZ反応中の膜厚変化を観測した。その結果、修飾密度が中間の自励振動ポリマーブラシにおいて周期的な膜厚振動を観測した。得られた振動振幅は100-150 nm、周期は20 sであった。自励振動高分子鎖を多点で基板に固定した従来の表面と比較し、本研究では振幅が10倍増大し、周期が3倍短くなった。（論文投稿準備中）さらに別の試みとして、振動現象の安定かつ長寿命化を目指し、自励振動ポリマーブラシを多孔質ガラス基板に修飾し、その動的な挙動を解析した。平板と比較し表面積が増大したことで効率的に金属触媒を導入することが可能であった。また、中間生成物を基板に内包し、外部への拡散に伴う基質濃度の低下を抑制することで9時間以上のBZ反応の生起に成功した。（論文投稿中）以上より、最終年度である本年度は自励振動ポリマーブラシ上の高分子鎖の構造転移を可視化し、また動的な挙動の長時間安定化を達成した。

This research project is aimed at designing and developing a new responsive cellular podia field by designing a polymer modified surface (self-excited vibration) with film thickness, charge and property, and designing a new reactive cellular podia field. The structure of polymer modified surface is introduced, the movement of polymer modified surface is controlled, the number of polymer modified surface is fixed, and the thickness of polymer modified surface is different. This year, the measurement of film thickness vibration during chemical vibration reaction (BZ reaction) and periodic change of metal catalyst number is indicated. The film thickness vibration is modulated by the initial and non-initial parameters of the substrate, and the modification density is different. The surface structure of non-invasive substances can be observed by measuring the film thickness variation in BZ reflection using micromirrors. As a result, the modification density is measured by the periodic vibration of the film. The amplitude of vibration is 100-150 nm, and the period is 20 s. In this study, the amplitude of vibration is increased by 10 times and the period is shortened by 3 times. (Preparation of paper) Analysis of vibration phenomena, stability, long life, self-excitation vibration, porous substrate modification, and dynamic vibration The surface area of the plate increases. The BZ reaction was successfully initiated after more than 9 days of suppression of substrate internal inclusion and external dispersion of intermediate products and matrix concentration. (Paper submission) This year, the structural shift of polymer locks on self-excited vibration is visualized, and the long-term stabilization of vibration is achieved

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Autonomous Nano-Scale Thickness Oscillations on the Self-Oscillating Polymer Brush Driven by the BZ Reaction

BZ 反应驱动的自振荡聚合物刷的自主纳米级厚度振荡

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kenta Homma;Yuji Ohta;Aya Mizutani Akimoto;Kosuke Minami;Genki Yoshikawa;Kenichi Nagase;Ryo Yoshida
通讯作者：
Ryo Yoshida

異なる修飾密度を有する自励振動高分子修飾表面の調製と原子間力顕微鏡を用いた表面解析

不同改性密度自振荡聚合物改性表面的制备及原子力显微镜表面分析

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
本間健太;太田裕治;秋元文;吉田亮
通讯作者：
吉田亮

自励振動高分子修飾表面の自律的な伸展収縮振動に向けたAFMによる修飾密度効果の検討

使用 AFM 检查自振荡聚合物改性表面的自主拉伸/收缩振动的改性密度效应

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
本間健太;太田裕治;秋元文;吉田亮
通讯作者：
吉田亮

修飾密度の異なる自励振動ポリマーブラシの調製と原子間力顕微鏡によるその物性評価

不同改性密度自振荡聚合物刷的制备及其物理性能的原子力显微镜评价

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
本間健太;太田裕治;秋元文;吉田亮
通讯作者：
吉田亮

自励振動ポリマーブラシの微細パターニングによる時空間機能制御

通过自振荡聚合物刷的精细图案控制时空功能

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kenta Homma;Tsukuru Masuda;Aya Mizutani Akimoto;Kenichi Nagase;Kazuyoshi Itoga;Teruo Okano;Ryo Yoshida;Matsumiya Yuko;Matsumiya Yuko;本間健太・増田造・秋元文・長瀬健一・糸賀和義・岡野光夫・吉田亮
通讯作者：
本間健太・増田造・秋元文・長瀬健一・糸賀和義・岡野光夫・吉田亮