高分子最外層のナノ構造制御によるバイオ界面の構築

通过控制最外聚合物层的纳米结构构建生物界面

• 批准号: 12J05039
• 负责人: 平田 豊章
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J05039/
• 关键词: 高分子/水界面; 分子鎖熱運動性; 分子鎖凝集構造; 水構造; 血小板粘着性; 高分子ブレンド; 水界面; 局所コンフォメーション; 生体不活性; タンパク質吸着特性; 血小板粘着特性; 表面; 界面; 水; 凝集構造; ダイナミクス; 薄膜

血液と接した環境で使用されるデバイスには、タンパク質吸着や血小板粘着を抑制するバイオイナート特性が要求される。前年度までに、水界面におけるポリ(アクリル酸2-メトキシエチル)(PMEA)の運動性について、PMEAの分子量の低下とともに速くなることを見出した。しかしながら、PMEA主鎖の熱運動性に関する情報が十分でない。本年度では、誘電緩和測定に基づき水界面におけるPMEAの運動性を考察することを目的とした。試料として、異なる3つの数平均分子量の単分散PMEAを用いた。PMEAは、湿潤環境下に静置することで含水させた。PMEAの分子鎖熱運動性は、誘電緩和測定に基づき評価した。PMEAの誘電緩和スペクトルから主鎖(α)および側鎖(β)緩和に由来する2つのピークが観測された。α過程の緩和温度は含水率(φH2O)の増加に伴い低温側へシフトした。これは、セグメント運動が含水率とともに速くなることを示している。一方、β過程はφH2Oに依存しなかった。以前行った中性子反射率測定より、(PMEA/水)界面におけるφH2Oは56 vol%であることがわかっている。Gordon-Taylor式およびVogel-Fulcher-Tamman (VFT)式を用いて算出したφH2O = 56 vol%における室温(r.t.)におけるα過程の緩和時間(τα(r.t.))は2.9 nsであり、これはτβ(r.t.)と同程度である。この結果は、PMEAは水界面で著しく速く運動していることを示している。また、PMEAの分子量が小さいほどτα(r.t.)は小さく、運動性が活性化されることがわかる。以上の結果から、水界面においてPMEA主鎖の熱運動は低分子量体ほど活性化されており、このことが、界面近傍の水分子の凝集構造の乱雑化、ひいては、バイオイナート特性を発現する支配因子であると結論できる。

与血液接触的环境中使用的设备需要抑制蛋白质吸附和血小板粘附的生化特性。到上一年，发现水界面上聚（2-甲氧亚乙基丙烯酸酯）（PMEA）的运动能力随着PMEA分子量的降低而变得更快。但是，关于PMEA主链热量的信息不足。今年，目的是考虑基于介电松弛测量的水界面上PMEA的活动性。数量平均分子量的三个不同的单分散pmeas用作样品。通过站在潮湿的环境中，PMEA被允许遏制水。基于介电弛豫测量值评估了PMEA的分子链热运动。从PMEA的介电松弛光谱中观察到两个峰，这些峰源自主链（α）和侧链（β）弛豫。随着水分含量（φH2O）的增加，α过程中的弛豫温度向低温侧移动。这表明分段运动随水分含量而增加。另一方面，β过程不取决于φH2O。先前的中子反射率测量表明，（PMEA/水）界面处的φH2O为56 vol％。在室温（r.t.）φh2O= 56 vol％的α过程的松弛时间（τα（r.t。））使用Gordon-Taylor方程和Vogel-Fulcher-Tamman（VFT）方程计算得出的时间为2.9 ns，差异为2.9 ns，大约是相同的ASSτβ（R.T。）。结果表明，PMEA在水界面上移动的速度明显更快。还可以看出，PMEA的分子量越小，τα（r.t。）越小，并且激活了运动。从以上结果可以得出结论，在水界面上PMEA主链的热运动在较低的分子量中被激活，这是改变界面附近水分子的凝聚结构的主要因素，从而改变了生物促进性质。

项目成果

水界面における生体不活性高分子の凝集状態

生物惰性聚合物在水界面的聚集状态

• 发表时间: 2013
• 作者: Terumasa Tsuda;Toshio Ogasawara;Sook-young Moon;Kengo Nakamoto;Yoshinobu Shimamura;Yoku Inoue;Nobuo Takeda;平田豊章
• 通讯作者: 平田豊章

ポリ(アクリル酸2－メトキシエチル)の分子鎖熱運動性とバイオイナート特性

聚丙烯酸2-甲氧基乙酯的分子链热迁移率和生物惰性

• 发表时间: 2015
• 作者: 平田豊章;松野寿生;川口大輔;田中 賢;田中敬二
• 通讯作者: 田中敬二

生体不活性高分子を支える水界面の役割

水界面在支撑生物惰性聚合物中的作用

• 发表时间: 2013
• 作者: T. Tsuda;T. Ogasawara;S. Y. Moon;M. Nishikawa;K. Nakamoto;Y. Shimamura;Y. Inoue;N. Takeda;平田豊章
• 通讯作者: 平田豊章

New poly(amino acid methacrylate) brush supports the formation of well-defined lipid membranes.

• DOI: 10.1021/la504163s
• 发表时间: 2015-03-31
• 期刊: Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
• 作者: Blakeston AC;Alswieleh AM;Heath GR;Roth JS;Bao P;Cheng N;Armes SP;Leggett GJ;Bushby RJ;Evans SD
• 通讯作者: Evans SD

水界面における生体不活性高分子のローカルダイナミクスと機能発現

生物惰性聚合物在水界面的局部动力学和功能表达

• 发表时间: 2013
• 作者: 平田豊章;川口大輔;松野寿生;平井智康;山田悟史;田中 賢;田中敬二;平田豊章
• 通讯作者: 平田豊章