抗原応答性高分子ゲルの構造設計とそのインテリジェント機能に関する研究

抗原响应聚合物凝胶的结构设计及其智能功能研究

基本信息

批准号：
12750787
负责人：
宮田隆志
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kansai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では生体内の特異的な結合として知られている抗原抗体結合をゲル内の可逆的架橋点として導入することにより,従来にない生体分子認識能を持った新規な抗原応答性ゲルの創製を試み,そのゲル構造と抗原応答性機能との関係について検討した。さらに,抗原応答性ゲルの抗原濃度に応答した溶質透過制御機能についても調べ,そのインテリジェント機能を議論した。1.ゲル構造と抗原応答性の関係の解明相互侵入網目構造などを導入し,ゲル構造を精密に設計制御することによってゲルの抗原応答性を向上させることができた。また,相互侵入網目構造を導入したゲルは,外部抗原濃度の変化に応答して可逆的に膨潤収縮した。さらに,抗原抗体ゲルを合成する条件を種々変化させることによって,架橋構造が抗原応答性に及ぼす影響を明らかにすることができた。2.抗原応答性溶質透過制御ダイヤフラム型膜透過装置を用いて,抗原応答性ゲル膜による溶質の透過実験を行った。抗原応答性ゲル膜は外部抗原濃度の変化に応答してヘモグロビンの透過を明確にON-OFF制御できた。また,その抗原応答性溶質透過制御機能は外部抗原濃度や溶質の分子サイズに強く依存した。3.溶質透過制御の機構外部抗原濃度変化に伴うゲル膜の構造変化を位相差顕微鏡を用いて観察し,抗原応答性ゲル膜による溶質透過性の制御機構について検討した。その結果,外部溶液中に抗原が存在する場合に,ゲルの膨潤度が増加してネットワーク間を溶質が透過し,抗原濃度が低下すると再び収縮したネットワークが溶質の拡散を制御するため,抗原応答性透過制御が可能であることがわかった。以上の結果より,本研究で合成した抗原応答性ゲルはDDSやセンサーなどに利用できる新規なインテリジェントデバイスとしての応用が期待できることが明らかとなった。

在这项研究中，我们通过引入抗原抗体键（已知是体内的特异性键）作为凝胶内的可逆交联点，创建了一种具有前所未有的生物分子识别能力的新型抗原响应凝胶，我们研究了凝胶之间的关系。凝胶结构和抗原反应功能。此外，还研究了抗原响应凝胶响应抗原浓度的溶质渗透控制功能，并讨论了其智能功能。 1.阐明凝胶结构与抗原反应性之间的关系通过引入互穿网络结构并精确控制凝胶结构，我们能够提高凝胶的抗原反应性。此外，包含互穿网络结构的凝胶响应外部抗原浓度的变化而可逆地膨胀和收缩。此外，通过改变抗原抗体凝胶的合成条件，我们能够阐明交联结构对抗原反应性的影响。 2.抗原反应性溶质渗透的控制利用隔膜式膜渗透装置，进行了溶质通过抗原反应性凝胶膜的渗透实验。抗原响应凝胶膜可以响应外部抗原浓度的变化，清晰地控制血红蛋白渗透的开启和关闭。此外，抗原响应性溶质渗透控制功能强烈依赖于外部抗原浓度和溶质的分子大小。 3.溶质渗透控制机制使用相差显微镜观察由于外部抗原浓度变化而引起的凝胶膜的结构变化，并研究抗原响应性凝胶膜对溶质渗透性的控制机制。结果，当外部溶液中存在抗原时，凝胶的溶胀程度增加，溶质渗透到网络之间，而当抗原浓度降低时，网络再次收缩并控制溶质的扩散，从而导致发现性渗透性控制是可能的。从以上结果可以看出，本研究合成的抗原响应凝胶有望作为一种新型智能器件，可用于DDS、传感器等。