Approach to new material development based on underwater adhesive substance analysis of marine organisms

基于海洋生物水下粘附物质分析的新材料开发途径

基本信息

批准号：
21H04741
负责人：
野方靖行
金额：
$ 26.54万
依托单位：
Central Research Institute of Electric Power Industry
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04741/
关键词：
付着生物水中接着フジツボコケムシ生物模倣材料幼生

项目摘要

本研究は海洋生物が実現している水中接着に着目し、生物が産する水中接着物質の詳細解析により水中接着メカニズムを解明し、水中接着模倣や付着防止などへの新たな応用の道を拓くことを目的としている。当該年度は、昨年度に引き続き、解析用の試料の収集とともに飼育した付着生物幼生を用いた付着実験や観察を実施した。1）水中接着様式解析：昨年に引き続き、フジツボ等の水中接着物質発現解析に向けて、アカフジツボ、タテジマフジツボおよびフサコケムシ幼生を付着前から付着変態直後まで発達段階毎に固定し、RNA抽出を行った。2）水中接着物質の物性解析：昨年に引き続き、アカフジツボキプリス幼生の分泌されたセメントタンパク質の回収を継続した。また、照明の位置やカメラの設定を調整することでキプリス幼生の探索行動を長時間撮影することが可能となり、撮影した動画を解析した結果、付着率の高い表面と付着率の低い表面では探索行動に差が生じていた。今後は着生に至るまでの行動を詳細に撮影、解析することで、表面の極性の違いと付着行動の関係を明らかにし、付着防止材料の開発に役立つ知見が得られるものと思われる。3）水中接着プロセスに基づく材料設計：昨年度得られた双性イオンによる接着防止効果に着目し、ポリマーグラフトシリカナノ粒子（SiNP）を調製し、簡単なディップコーティング法によって最表面に親水性スルホベタインメタクリレート (MAPS)のブラシ状構造を作製した。フジツボキプリス幼生への付着をAFMによって調査した結果、ポリ(MAPS)-g-SiNPコーティング表面は、海水中で18日間キプリス幼生に対して極めて低い付着力を維持し、両性イオンポリマー-g-SiNPコーティング表面の有効な防汚特性を示すことが明らかとなった。

这项研究的重点是海洋生物已经意识到的水下粘附，并旨在通过详细分析生物体生产的粘附水下材料，并为使用粘附模仿和防止粘附开放新的应用。在这个财政年度，在去年之后，我们使用与样品的集合一起进行分析的附着生物的幼虫进行了粘附实验和观察。 1）水下粘附样式分析：在去年之后，为了分析水下粘合物物质的表达，例如藤壶，红色藤壶，垂直藤壶和幼虫幼虫的表达在每个发育阶段固定，从附着到附着后立即附着后，并提取了RNA，并提取了RNA。 2）水性粘合剂物质的物理性质分析：去年，我们继续从红伪虫幼虫的幼虫中恢复分泌的水泥蛋白。此外，通过调整照明位置和相机设置，可以长期捕获塞浦路斯幼虫的搜索行为，并且由于分析捕获的膜的结果，较高的粘附率和表面较低的表面之间的搜索行为存在差异。将来，通过拍摄和分析导致胚胎的行为详细的行为，表面极性与粘附行为之间的关系很可能会被揭示，并且知识将获得有用的抗粘附材料。 3）基于水的粘附过程的材料设计：准备去年获得的zwittion的抗粘附效应，制备聚合物接枝的二氧化硅纳米颗粒（SINP），并通过简单的DIP覆盖方法在顶部在顶部产生了水生硫硫糖蛋白（MAP）的刷状结构。对幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的粘合度的粘合度幼虫的幼虫的幼虫幼虫的幼虫幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫幼虫的幼虫幼虫的幼虫幼虫的幼虫的幼虫的幼虫幼虫的幼虫和海洋幼虫的幼虫和幼虫的幼虫是幼虫的幼虫，幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫是幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫，幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫，幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫幼虫的幼虫是幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫，幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫幼虫的幼虫幼虫的幼虫幼虫的幼虫幼虫的幼虫幼虫的幼虫