Establish a Strategy to Utilize "Membrane Platform" for Expanding the World of Bio-Inspired Chemical Engineering

制定利用“膜平台”拓展仿生化学工程领域的战略

• 批准号: 21H04628
• 负责人: 馬越 大
• 金额: $ 23.8万
• 依托单位: Osaka University
• 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 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04628/
• 关键词: Bio-Inspired化学工学; 自己組織化膜; 多孔性高分子担体; キラル; マルチスケール複合材料; Bio-Inspired; 化学工学; 自己組織系; リポソーム; 界面現象; DDS; Cryoポリマー粒子; ベシクル; 自己組織化材料; 異相系界面; 分子秩序; 液-液系界面; 液-固系界面

本申請課題は、従来の化学プロセスで活用される「異相系」の界面を、分子が秩序高く配向する「自己組織系」に置き換えることにより、エンタルピー駆動型プロセスをエントロピー駆動型プロセスに変革することを大目的とする。2022年度は、(i)「自己組織系」界面の物性評価、ならびに、(ii)「固液系-自己組織系融合材料」の開発の重点課題のうち、特に(ii)注力して検討を進めた。前者は、時間分解蛍光スペクトル解析手法(TRES)の開発について検討し、現在、原著論文として投稿準備中である。従来から多用されるベシクル型自己組織系のみならず、Cubosome、Cataniosomeなどの新規材料、さらに、(ii)で開発した固相-自己組織系融合材料の表面特性解析ツールとして有効である事を明らかにした。後者の(ii)は、2種類の担体を対象にして検討した。その一つであるCubosomalゲルについては、ゲル表層を各種両親媒性界面活性剤(ハイドロコルチゾンほか)で修飾することに成功した。本申請課題のメインでもある固相担体については、まず土台となる高分子材料の調製方法を抜本的に見直しした。その結果、逆ライデンフロスト現象を活用したCryo高分子粒子調製方法を新たに開発して、親水性、疎水性の表面特性に関わらず、同様の物性(メソ-マクロ孔、柔軟性、可逆性、ほか)を有するポリマー粒子を合成することに世界で初めて成功した。さらには、リン脂質2分子膜を被覆して、(i)の方法で物性解析を検討した結果、マクロ的な物性の変化(例 圧密変化、伸縮変化など)に応じて、メソスケール物性の変化(例 疎水性、水和状態など)を惹起できることを初めて示した。この知見は、メカノケミカル制御可能な新規な分離担体が設計開発可能であることを示している。予定通り、研究が進捗しているが、副産物として、予期せず、新規な手法を確立することに成功した。

该应用的目的是通过以分子高度有序为主的“自组织系统”取代传统化学过程中使用的“异相系统”界面，将熵驱动过程转变为熵驱动过程。目的。在2022财年，我们将重点关注（i）“自组织”界面的物理特性评估，以及（ii）“固-液-自组织融合材料”的开发。前一项研究研究了时间分辨荧光光谱分析方法（TRES）的发展，目前正在准备作为原始论文提交。事实证明，它作为一种表面性质分析工具，不仅适用于传统常用的囊泡型自组装系统，而且适用于 Cubosome 和 Cataniosome 等新材料以及固相自组装融合我在（ii）中开发了材料。后者（ii）是使用两种类型的载体进行研究的。对于其中之一的立方体凝胶，我们成功地用各种两亲性表面活性剂（氢化可的松等）对凝胶表面层进行了改性。对于本申请的主题——固相载体，我们首先从根本上回顾了作为基础的高分子材料的制备方法。因此，我们开发了一种利用逆莱顿弗罗斯特现象制备低温聚合物颗粒的新方法，并实现了类似的物理性质（介孔-大孔、柔性、可逆性），我们在世界上首次成功合成了含有此外，通过涂覆磷脂双层膜并使用方法(i)检查物理性质分析，发现介观物理性质随着宏观物理性质的变化(例如压缩的变化、拉伸的变化等)而变化。 ）（例如疏水性、水合状态等）。这一发现表明可以设计和开发可机械化学控制的新型分离载体。研究正在按计划进行，但作为副产品，我们意外地成功建立了一种新方法。

项目成果

Laurdan の時間分解蛍光解析法からみる脂質膜水和状態

使用 Laurdan 时间分辨荧光分析方法观察脂质膜水合状态

• 发表时间: 2022
• 作者: 渡邉 望美;菅 恵嗣;J. Peter Slotte;Thomas K. M. Nyholm;馬越 大
• 通讯作者: 馬越 大

Brawijaya Univ.(インドネシア)

布拉维贾亚大学（印度尼西亚）

両親媒性イオン液体とアニオン性界面活性剤から成る水性二相系の挙動解析

由两亲性离子液体和阴离子表面活性剂组成的水性两相体系的行为分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 渡瀬 崇及; 岡本 行広;渡邉 望美;馬越 大
• 通讯作者: 馬越 大

ソウル国立大/慶北大(韓国)

首尔国立大学/庆北大学（韩国）

ソウル大学校/慶北大学(韓国)

首尔国立大学/庆北大学（韩国）