Creation of artificial ion channels based on block copolymers

基于嵌段共聚物的人工离子通道的创建

• 批准号: 22H02140
• 负责人: 西村 智貴
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02140/
• 关键词: イオンチャネル; ブロックポリマー; 自己組織化; 人工イオンチャネル; ブロックコポリマー

本研究では、天然イオンチャネルのイオン透過能をもたらす分子機構を模倣して、特定のイオンを選択的に透過するブロックポリマーイオンチャネルを創製することを目的とした。本年度は、特定のイオンへの親和性を有する両親媒性ブロックポリマーの合成とその自己組織化能の評価を行った。具体的には、先行研究で用いてきたpoly(propylene oxide)の末端にアミンを有するポリマーをマクロイニシエーターとして、イオン親和性の高いoligo(tri(ethylene glycol) glutamate) NCAモノマーの開環重合により、目的のブロックポリマーを得た。さらに、イオンとの錯形成能を有する18-crown-6-etherや15-crown-5-etherをポリマーの末端に修飾した種々のポリマーの合成も行った。次いで、得られたポリマーの自己組織化能を調べるため、ポリマーを水溶液中に分散させ、TEM観察を行ったところ、ふちのある100から200 nmの球状集合体が観察できた。また、小角X線散乱測定を行ったところ、散乱プロファイルを二分子膜断面モデルでフィッティングすることが可能であった。このことから、すべてのポリマーが、水溶液中でベシクルを形成することが判明している。

在这项研究中，我们的目标是通过模仿提供天然离子通道离子渗透性的分子机制来创建一种嵌段聚合物离子通道，选择性地传输特定离子。今年，我们合成了对特定离子具有亲和力的两亲性嵌段聚合物，并评估了它们的自组装能力。具体而言，利用前期研究中使用的末端带有胺的聚环氧丙烷聚合物作为大分子引发剂，进行了具有高离子亲和力的低聚（三乙二醇谷氨酸）NCA单体的开环聚合，得到所需的嵌段聚合物。此外，我们还合成了各种末端经过18-冠-6-醚和15-冠-5-醚修饰的聚合物，这些聚合物具有与离子形成络合物的能力。接下来，为了研究所获得的聚合物的自组装能力，将聚合物分散在水溶液中并进行TEM观察，结果观察到边缘为100至200nm的球形聚集体。此外，当进行小角度 X 射线散射测量时，可以将散射轮廓与双层膜横截面模型进行拟合。这表明所有聚合物在水溶液中形成囊泡。

项目成果

ポリマー鎖の形態の違いが両親媒性糖鎖高分子の自己組 織化挙動に与える影響

聚合物链形态差异对两亲性糖链聚合物自组装行为的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: G.H. Vo;K. Janchai;T. Kida;M. Yamaguchi;坂本 悠輔 ・西村 智貴;木村 勇汰・佐々木 善浩・西村 智貴・ 澤田 晋一・秋吉 一成;小澤 直生・西村 智貴
• 通讯作者: 小澤 直生・西村 智貴

Bilayer-domain formation of thermoresponsive amphiphilic block copolymers in hybrid liposomes for synthetic molecular channels

• DOI: 10.1039/d3py00223c
• 发表时间: 2023-04-20
• 期刊: POLYMER CHEMISTRY
• 影响因子: 4.6
• 作者: Ozawa，Naoki;Kosaka，Shunji;Nishimura，Tomoki
• 通讯作者: Nishimura，Tomoki

Recent advances in the self-assembly of sparsely grafted amphiphilic copolymers in aqueous solution

• DOI: 10.1039/d2py01018f
• 发表时间: 2022-10-06
• 期刊: POLYMER CHEMISTRY
• 影响因子: 4.6
• 作者: Sakamoto, Yusuke;Nishimura, Tomoki
• 通讯作者: Nishimura, Tomoki

両親媒性グラフトポリマーを基盤とした 一次元分子集 合体の設計とその成長機構

基于两亲性接枝聚合物的一维分子组装体设计及其生长机理

• 发表时间: 2022
• 作者: G.H. Vo;K. Janchai;T. Kida;M. Yamaguchi;坂本 悠輔 ・西村 智貴
• 通讯作者: 坂本 悠輔 ・西村 智貴

信州大学西村研究室

信州大学西村实验室