Self-Assembling Ability of Water-Soluble Block Copolymers and Functions

水溶性嵌段共聚物的自组装能力及功能

基本信息

批准号：
22K19068
负责人：
三浦佳子
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

水溶液中の分子集合体は、分散剤、食品工学、創薬など多くの応用があり、高分子機能材料の開発の上で重要である。水溶液中の分子集合体の多くは疎水性と親水性を有する両親媒性分子であるが、生物界では、水溶性高分子でも分子間相互作用や物理化学的な作用によって分子集合体を形成する事例がある。糖を側鎖に有する糖鎖高分子は、親水性の糖鎖を高分子側鎖に有する高分子である。各種の糖を結合させた、メタクリレート誘導体の合成を行い、RAFT剤を用いた重合によって高分子を調製した。PEGを末端に有するRAFT剤を用いることで、PEG-糖鎖高分子の水溶性ブロック高分子についても合成した。先ず、糖鎖高分子の分子集合能について、DLSを中心とした検討を行った。DLSによる検討では、以前の本グループの研究で、マンノースを側鎖に有する糖鎖高分子の低温での分子集合体形成を見出している。しかしながら、DLSレベルの大きさの分子集合体形成は確認されなかった。X線小角散乱（SAXS）では分子集合体の形成が観測され、小分子集合体が形成されることがわかった。また、マンノースを側鎖に有する糖鎖高分子について、RAFT重合によって調製した後に分子末端を分解してチオール化することで、金基板上に結合させて、糖鎖高分子を固定化した分子間相互作用を計測した。その結果、カルシウム依存的な強い相互作用が観測された。他の糖鎖間では強い相互作用は観測されないことがわかった。一方で、糖鎖高分子の分子集合体形成について、糖鎖高分子とフェニルボロン酸ポリマーの複合体形成を検討した。糖鎖高分子とフェニルボロン酸の分子集合体形成については、pH依存性があるが、集合体形成が確認された。水溶性のブロック高分子として、ベタイン型の高分子、糖鎖高分子、PEGまたはPEGメタクリレートエステルについて検討し、それらのブロック高分子について合成を行った。

水溶液中的分子组装体具有许多应用，例如分散剂、食品工程和药物发现，并且对于功能聚合物材料的开发非常重要。水溶液中的大多数分子组装体都是兼具疏水性和亲水性的两亲性分子，但在生物界中，即使是水溶性聚合物也通过分子间相互作用和物理化学作用形成分子组装体。在侧链中具有糖的糖链聚合物是在聚合物侧链中具有亲水性糖链的聚合物。我们合成了与各种糖结合的甲基丙烯酸酯衍生物，并使用 RAFT 试剂通过聚合制备聚合物。还利用末端带有PEG的RAFT试剂合成了PEG-糖链聚合物的水溶性嵌段聚合物。首先，我们研究了糖链聚合物的分子组装能力，重点关注 DLS。在我们之前使用 DLS 的研究中，我们发现侧链带有甘露糖的聚糖聚合物在低温下形成分子聚集体。然而，没有证实像 DLS 这样大的分子聚集体的形成。使用小角X射线散射(SAXS)观察分子聚集体的形成，发现形成了小分子聚集体。另外，对于侧链具有甘露糖的糖链聚合物，在通过RAFT聚合制备后，将分子末端分解并硫醇化，并将糖链聚合物固定在金底物上，测量相互作用。结果，观察到强烈的钙依赖性相互作用。结果发现，其他糖链之间没有观察到强相互作用。另一方面，关于糖链聚合物的分子聚集体的形成，我们研究了糖链聚合物和苯基硼酸聚合物之间的复合物的形成。糖链聚合物和苯基硼酸之间分子聚集体的形成依赖于pH，但聚集体的形成已得到证实。作为水溶性嵌段聚合物，我们研究了甜菜碱型聚合物、糖链聚合物、PEG或PEG甲基丙烯酸酯，并合成了这些嵌段聚合物。