Dynamics of interfacial biomolecules captured by liquid-gas transition

液-气转变捕获的界面生物分子的动力学

基本信息

批准号：
21K03495
负责人：
田中信行
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、応募者らが独自に考案した濡れ性評価法である空気噴射液体排除法を応用し、液-気遷移によるバイオ界面分子の動特性評価を目的としている。生体高分子、ポリマーといったバイオ界面は、気中と液中で大きく濡れ性が変わることが多く、物性変化に起因して材料の機能性向上や劣化に直結するため、液-気遷移における物性評価は重要な課題である一方で、このような遷移を人為的に再現性よく引き起こすことが困難であった。独自手法の空気噴射液体排除法では気体噴射を精密に制御することにより、液-気遷移を精度良くマニピュレートできることから制御された実験を実現する上で意義深い。前年度の結果をふまえて、本年度は親水性の官能基と疎水性の官能基をそれぞれ側鎖にもつポリマー表面に対して、気体噴射液体排除法を適用すると共に、液中と気中それぞれの界面分子分光を実施した。界面分子分光法として、ヘテロダイン振動和周波発生分光法は、通常の和周波発生分光法の特徴である界面選択性に加えて、官能基の向きを決定することができる利点を有する。研究代表者の所属機関に設置されている装置を利用し、界面分子分光を実施した結果、気中で表出している疎水性官能基が液中ではみられなくなることを確認している。このことは気体噴射液体排除法において、液-気遷移によって表出する官能基を能動的にコントロールできることを示している。さらに、気体噴射液体排除法を行う際に動的に界面分子分光を実施するための実験装置構成について検討を行っている。

本研究旨在通过应用空气喷射液体排斥法来评估生物界面分子因液-气转变而产生的动态特性，该方法是申请人独创的润湿性评估方法。生物聚合物和聚合物等生物界面的润湿性通常在空气和液体之间发生显着变化，而这种物理性质的变化与材料功能的改善或降低直接相关，因此评估液-气转变过程中的物理性质非常重要。虽然这是一个重要问题，但很难人为地诱导这种具有良好再现性的转变。独特的空气注入液体排除方法对于实现受控实验具有重要意义，因为它可以通过精确控制气体注入来精确控制液气转变。基于去年的结果，今年我们将注气液体排除方法应用于侧链上带有亲水官能团和疏水官能团的聚合物表面，并在液体和空气中进行了界面分子光谱分析。作为界面分子光谱，外差振动和频发生光谱除了具有普通和频发生光谱的特征的界面选择性之外，还具有能够确定官能团的取向的优点。使用研究代表附属机构安装的设备进行界面分子光谱分析，结果确认暴露在空气中的疏水性官能团在液体中不再可见。这表明，在注气液体排除方法中，可以主动控制因液-气转变而暴露的官能团。此外，我们正在研究在执行气体注射液体排除方法时动态执行界面分子光谱的实验装置的配置。

项目成果

期刊论文数量（26）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Human iPS cell derived RPE strips for secure delivery of graft cells at a target place with minimal surgical invasion

人 iPS 细胞衍生的 RPE 条带可将移植细胞安全输送到目标位置，同时将手术侵入降至最低

DOI：
10.1038/s41598-021-00703-x
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
4.6
作者：
Nishida Mitsuhiro;Tanaka Yuji;Tanaka Yo;Amaya Satoshi;Tanaka Nobuyuki;Uyama Hirofumi;Masuda Tomohiro;Onishi Akishi;Sho Junki;Yokota Satoshi;Takahashi Masayo;M;ai Michiko
通讯作者：
ai Michiko

Comparison of contact angle method and air-injection-mediated liquid exclusion method for wettability assessment of superhydrophobic surfaces

接触角法与空气喷射介导液体排除法评估超疏水表面润湿性的比较

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Aifang Han; Nobuyuki Tanaka; Satoshi Amaya; Koki Yamamoto; Junko Takahara; Akane Awazu; Nobuko Fujita; Takeshi Itabashi; Atsuko H. Iwane; Hiromitsu Nasu; Yoshihide Haruzono; Yo Tanaka
通讯作者：
Yo Tanaka

低温接合法を用いた高屈折率ガラス基板の接合

采用低温粘合法粘合高折射率玻璃基板