Top Banner
科学研究費助成事業 研究成果報告書 C-19、F-19、Z-19 (共通) 機関番号: 研究種目: 課題番号: 研究課題名(和文) 研究代表者 研究課題名(英文) 交付決定額(研究期間全体):(直接経費) 11501 若手研究(B) 2013 2012 ナノ粒子ーバイオ分子融合法への超分子化学的概念の導入とメゾ構造体作成法への展開 FabricationofBiomolecule-InorganicHybridnanomaterialsviasupramoleculartechniq uetowardmasocrystalfabrication 80510122 研究者番号: 冨樫 貴成(Togashi,Takanari) 山形大学・理学部・助教 研究期間: 24760642 平成 日現在 26 3,500,000 、(間接経費) 1,050,000 研究成果の概要(和文): 本研究では、カルボキシル基を表面に有する無機ナノ粒子の合成と、カルボキシル基とグ アニジウム基間で形成される塩橋構造を利用し、タンパク質ー無機ナノ粒子を混合のみで融合させる技術の開発を行っ た。 3,4-ジヒドロキシヒドロ桂皮酸を配位子とした金属錯体を高温高圧水中で分解することによりCOOH基が呈示された種 々の金属酸化物ナノ粒子の合成に成功した。また、N末端にアルギニン繰り返し配列を有する組換え緑色蛍光タンパク 質を大腸菌発現させ、COOH基を有するナノ粒子と混合すると選択的に融合することを確認した。 研究成果の概要(英文):Inthisstudy,wehavestudiedthesynthesisofCOOHgroupdisplayedmetaloxiden anoparticlesandfusiontechniqueofproteinandnanoparticles.COOHgroupdisplayedmetaloxidenanopart icesweresynthesizedviahydrothermalreactionof3,4-dihydroxyhydroxycinnamicacid-metalcomplex.GFPwi thArgininerepeatpeptidewasfusedwithCOOHgroupdisplayedmetaloxidenanoparticlebymixinginaqueo usmedium. 研究分野: 科研費の分科・細目: 工学 キーワード: ナノバイオ ナノ材料 プロセス工学、生物機能・バイオプロセス
4

È w ¤ ï ¬ Æ @ @ ¤ ¬ Ê ñ - KAKEN · l ® P D ¤ J n Ì w i ³ @ i m Þ ¿ ð W Ï E z ñ ³ ¹ é Å i m Þ ¿ P Æ Å Í » Å « È ¢ @ \

Jan 25, 2020

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: È w ¤ ï ¬ Æ @ @ ¤ ¬ Ê ñ - KAKEN · l ® P D ¤ J n Ì w i ³ @ i m Þ ¿ ð W Ï E z ñ ³ ¹ é Å i m Þ ¿ P Æ Å Í  » Å « È ¢ @ \

科学研究費助成事業  研究成果報告書

様 式 C-19、F-19、Z-19 (共通)

機関番号:

研究種目:

課題番号:

研究課題名(和文)

研究代表者

研究課題名(英文)

交付決定額(研究期間全体):(直接経費)

11501

若手研究(B)

2013~2012

ナノ粒子ーバイオ分子融合法への超分子化学的概念の導入とメゾ構造体作成法への展開

Fabrication of Biomolecule-Inorganic Hybrid nanomaterials via supramolecular technique toward masocrystal fabrication

80510122研究者番号:

冨樫 貴成(Togashi, Takanari)

山形大学・理学部・助教

研究期間:

24760642

平成 年 月 日現在26 6 2

円 3,500,000 、(間接経費) 円 1,050,000

研究成果の概要(和文): 本研究では、カルボキシル基を表面に有する無機ナノ粒子の合成と、カルボキシル基とグアニジウム基間で形成される塩橋構造を利用し、タンパク質ー無機ナノ粒子を混合のみで融合させる技術の開発を行った。 3,4-ジヒドロキシヒドロ桂皮酸を配位子とした金属錯体を高温高圧水中で分解することによりCOOH基が呈示された種々の金属酸化物ナノ粒子の合成に成功した。また、N末端にアルギニン繰り返し配列を有する組換え緑色蛍光タンパク質を大腸菌発現させ、COOH基を有するナノ粒子と混合すると選択的に融合することを確認した。

研究成果の概要(英文):In this study, we have studied the synthesis of COOH group displayed metal oxide nanoparticles and fusion technique of protein and nano particles. COOH group displayed metal oxide nanopartices were synthesized via hydrothermal reaction of3,4-dihydroxyhydroxy cinnamic acid-metal complex. GFP with Arginine repeat peptide was fused with COOH group displayed metal oxide nanoparticle by mixing in aqueous medium.

研究分野:

科研費の分科・細目:

工学

キーワード: ナノバイオ ナノ材料

プロセス工学、生物機能・バイオプロセス

Page 2: È w ¤ ï ¬ Æ @ @ ¤ ¬ Ê ñ - KAKEN · l ® P D ¤ J n Ì w i ³ @ i m Þ ¿ ð W Ï E z ñ ³ ¹ é Å i m Þ ¿ P Æ Å Í  » Å « È ¢ @ \

様 式

1.研究開始当初の背景 無機ナノ材料を集積・配列させる事でナノ材料単独では発現できない機能現し、その機能は構造体の形状・サイズに大きく依存する。さらに、二種類以上のナノ材料を自在に配列させる事が可能となれば異種材料界面で生じる電気的・磁気的な物理現象を利用した新たな材料創成も可能となる。 申請者は自己組織化的に多彩な構造形成を形成するペプチド・タンパク質に着目した。ペプチド・タンパク質を用いた無機ナノ材料集合体・構造体は多く報告されており、その構造は多彩なだけでなく、遺伝子情報を改変による人工的な構造・機能のデザインが可能である。しかし、タンパク質成された構造体はペプチド・タンパク質構造体上で金属イオンを鉱物化させて作成するため、無機材質の種類が制限されている。対して、ナノ材料合成の分野では多種多様な材料の合成が報告されており、さらにそのサイズ・形状も制御可能となっている子を自在に配列・集積する技術が完成されれば集合体特有な物性の発現を見出す事ができるだろう。しかしながら、タンパク質の構造体をナノ粒子配列に利用する場合、ナノ粒子とタンパク質等を自在に融合させる技術が必要である。

2.研究の目的 本研究では、高度なナノ粒子間架橋構造デザインを行うために、超分子化学的な概念を基にしたバイオ・有機融合法の開発から、ペプチド・タンパク質などの生体分子や超分子科学的な多重水素結合形成等による相補結合能・自己組織化能を利用し、より複雑な有機体形成を行い、構造体の形状・サイズや異種材料界面に由来する特異的な物性発現をめざした

式 C-19、F-19、Z-19、CK-19(共通)

1.研究開始当初の背景無機ナノ材料を集積・配列させる事でナノ材

料単独では発現できない機能現し、その機能は構造体の形状・サイズに大きく依存する。さらに、二種類以上のナノ材料を自在に配列させる事が可能となれば異種材料界面で生じる電気的・磁気的な物理現象を利用した新たな材料創成も可能となる。申請者は自己組織化的に多彩な構造形成

を形成するペプチド・タンパク質に着目した。ペプチド・タンパク質を用いた無機ナノ材料集合体・構造体は多く報告されており、その構造は多彩なだけでなく、遺伝子情報を改変による人工的な構造・機能のデザインが可能である。しかし、タンパク質成された構造体はペプチド・タンパク質構造体上で金属イオンを鉱物化させて作成するため、無機材質の種類が制限されている。対して、ナノ材料合成の分野では多種多様な材料の合成が報告されており、さらにそのサイズ・形状も制御可能となっている子を自在に配列・集積する技術が完成されれば集合体特有な物性の発現を見出す事ができるだろう。しかしながら、タンパク質の構造体をナノ粒子配列に利用する場合、ナノ粒子とタンパク質等を自在に融合させる技術が必要である。

2.研究の目的 本研究では、高度なナノ粒子間架橋構造デ

ザインを行うために、超分子化学的な概念を基にしたバイオ・有機融合法の開発から、ペプチド・タンパク質などの生体分子や超分子科学的な多重水素結合形成等による相補結合能・自己組織化能を利用し、より複雑な有機体形成を行い、構造体の形状・サイズや異種材料界面に由来する特異的な物性発現をめざした。

図 1.本研究で開発する超分子接合法の開発

C-19、F-19、Z-19、CK-19(共通)

1.研究開始当初の背景 無機ナノ材料を集積・配列させる事でナノ材

料単独では発現できない機能現し、その機能は構造体の形状・サイズに大きく依存する。さらに、二種類以上のナノ材料を自在に配列させる事が可能となれば異種材料界面で生じる電気的・磁気的な物理現象を利用した新たな材料創成も可能となる。申請者は自己組織化的に多彩な構造形成

を形成するペプチド・タンパク質に着目した。ペプチド・タンパク質を用いた無機ナノ材料集合体・構造体は多く報告されており、その構造は多彩なだけでなく、遺伝子情報を改変による人工的な構造・機能のデザインが可能である。しかし、タンパク質-無機材料を融合し作成された構造体はペプチド・タンパク質構造体上で金属イオンを鉱物化させて作成するため、無機材質の種類が制限されている。対して、ナノ材料合成の分野では多種多様な材料の合成が報告されており、さらにそのサイズ・形状も制御可能となっている。これら、ナノ粒子を自在に配列・集積する技術が完成されれば集合体特有な物性の発現を見出す事ができるだろう。しかしながら、タンパク質の構造体をナノ粒子配列に利用する場合、ナノ粒子とタンパク質等を自在に融合させる技術が必要

本研究では、高度なナノ粒子間架橋構造デ

ザインを行うために、超分子化学的な概念を基にしたバイオ・有機-無機ナノ素材の自在な融合法の開発から、ペプチド・タンパク質などの生体分子や超分子科学的な多重水素結合形成等による相補結合能・自己組織化能を利用し、より複雑な有機-無機ハイブリッド構造体形成を行い、構造体の形状・サイズや異種材料界面に由来する特異的な物性発現をめ

本研究で開発する超分子接合法の開発

C-19、F-19、Z-19、CK-19(共通)

無機ナノ材料を集積・配列させる事でナノ材料単独では発現できない機能(協力現象)を発現し、その機能は構造体の形状・サイズに大きく依存する。さらに、二種類以上のナノ材料を自在に配列させる事が可能となれば異種材料界面で生じる電気的・磁気的な物理現象を利用した新たな材料創成も可能となる。 申請者は自己組織化的に多彩な構造形成

を形成するペプチド・タンパク質に着目した。ペプチド・タンパク質を用いた無機ナノ材料集合体・構造体は多く報告されており、その構造は多彩なだけでなく、遺伝子情報を改変による人工的な構造・機能のデザインが可能であ

無機材料を融合し作成された構造体はペプチド・タンパク質構造体上で金属イオンを鉱物化させて作成するため、無機材質の種類が制限されている。対して、ナノ材料合成の分野では多種多様な材料の合成が報告されており、さらにそのサイズ・

。これら、ナノ粒子を自在に配列・集積する技術が完成されれば集合体特有な物性の発現を見出す事ができるだろう。しかしながら、タンパク質の構造体をナノ粒子配列に利用する場合、ナノ粒子とタンパク質等を自在に融合させる技術が必要

本研究では、高度なナノ粒子間架橋構造デザインを行うために、超分子化学的な概念を

無機ナノ素材の自在な融合法の開発から、ペプチド・タンパク質などの生体分子や超分子科学的な多重水素結合形成等による相補結合能・自己組織化能を利

無機ハイブリッド構造体形成を行い、構造体の形状・サイズや異種材料界面に由来する特異的な物性発現をめ

本研究で開発する超分子接合法の開発

C-19、F-19、Z-19、CK-19(共通)

無機ナノ材料を集積・配列させる事でナノ材を発

現し、その機能は構造体の形状・サイズに大きく依存する。さらに、二種類以上のナノ材料を自在に配列させる事が可能となれば異種材料界面で生じる電気的・磁気的な物理現象を

申請者は自己組織化的に多彩な構造形成を形成するペプチド・タンパク質に着目した。ペプチド・タンパク質を用いた無機ナノ材料集合体・構造体は多く報告されており、その構造は多彩なだけでなく、遺伝子情報を改変による人工的な構造・機能のデザインが可能であ

無機材料を融合し作成された構造体はペプチド・タンパク質構造体上で金属イオンを鉱物化させて作成するため、無機材質の種類が制限されている。対して、ナノ材料合成の分野では多種多様な材料の合成が報告されており、さらにそのサイズ・

。これら、ナノ粒子を自在に配列・集積する技術が完成されれば集合体特有な物性の発現を見出す事ができるだろう。しかしながら、タンパク質の構造体をナノ粒子配列に利用する場合、ナノ粒子とタンパク質等を自在に融合させる技術が必要

本研究では、高度なナノ粒子間架橋構造デザインを行うために、超分子化学的な概念を

無機ナノ素材の自在な融合法の開発から、ペプチド・タンパク質などの生体分子や超分子科学的な多重水素結合形成等による相補結合能・自己組織化能を利

無機ハイブリッド構造体形成を行い、構造体の形状・サイズや異種材料界面に由来する特異的な物性発現をめ

3.研 まず呈示ナノ粒子およびナノ粒子集合体の合成を行う。呈示を多重水素結合等の超分子化学的相互作用を利用した複合化法の開発を目指なった 4.研究成果(1)の集合体の合成】キシシンナミックアシッド位子として用い、様々な水溶性金属錯体を合成した。調製した温高圧環境で反応させると、表面にを呈示した金属酸化物ナノ粒子集合体が合成できたCOOH子・集合体は水に対して高い分散性を有していた。また、分子接合法によりタンパク質と混合のみで融合できうる。さらに、成条件の変化により集合体自身のサイズ・形状が変化することを見出した。

(2)用いた性評価8残基の繰り返しペプチドとを融合した合成ペプチドを固相合成法により合成した。各ペプチドとした。その結果、ナノ粒子に対して特異的吸着が確認された(図分子接合法のタンパク質創成に対する有効性を示すことができた。

図3.属水酸化物ナノ粒子および集合体の電子顕微鏡像:上段

C-19、F-19、Z-19、CK-19(共通)

3.研究の方法まず、はじめに

呈示ナノ粒子およびナノ粒子集合体の合成を行う。次に、申請者が開発した表面呈示ナノ粒子表面とタンパク質やペプチド間を多重水素結合等の超分子化学的相互作用を利用した複合化法の開発を目指なった(図 1)。

4.研究成果 (1)【COOH 呈示金属酸化物ナノ粒子

集合体の合成】キシシンナミックアシッド位子として用い、様々な水溶性金属錯体を合成した。調製した温高圧環境で反応させると、表面にを呈示した金属酸化物ナノ粒子集合体が合成できたCOOH 基を表面に有している子・集合体は水に対して高い分散性を有していた。また、COOH分子接合法によりタンパク質と混合のみで融合できうる。さらに、成条件の変化により集合体自身のサイズ・形状が変化することを見出した。

(2)【FITC ラベル化用いた COOH 呈示酸化鉄ナノ粒子への吸着特性評価(超分子接合法の証明残基の繰り返しペプチドと

を融合した合成ペプチドを固相合成法により合成した。その後、図各ペプチドとCOOHした。その結果、ナノ粒子に対して特異的吸着が確認された図 5)。この結果より、本研究目的である超分子接合法のタンパク質創成に対する有効性を示すことができた。

3.金属-DHCA錯体分解法により得られた金属酸化物・金属水酸化物ナノ粒子および集合体の電子顕微鏡像:上段

C-19、F-19、Z-19、CK-19(共通)

究の方法 、はじめに様々な材質の表面

呈示ナノ粒子およびナノ粒子集合体の合成申請者が開発した表面

ナノ粒子表面とタンパク質やペプチド間を多重水素結合等の超分子化学的相互作用を利用した複合化法の開発を目指

呈示金属酸化物ナノ粒子

集合体の合成】 3,4-ジヒドロキシヒドロキシシンナミックアシッド(DHCA)位子として用い、様々な水溶性金属錯体を合成した。調製した DHCA 金属錯体水溶液を高温高圧環境で反応させると、表面にを呈示した金属酸化物ナノ粒子集合体が合成できた(図 3)。

基を表面に有している子・集合体は水に対して高い分散性を有して

COOH を表面に有しているため超分子接合法によりタンパク質と混合のみで融合できうる。さらに、pH、反応温度等、合成条件の変化により集合体自身のサイズ・形状が変化することを見出した。

ラベル化 Arg 繰り返しペプチドを呈示酸化鉄ナノ粒子への吸着特

超分子接合法の証明残基の繰り返しペプチドと

を融合した合成ペプチドを固相合成法によその後、図 4に示す手法によりCOOH呈示 Fe3O

した。その結果、Arg ペプチド融合ナノ粒子に対して特異的吸着が確認された

。この結果より、本研究目的である超分子接合法のタンパク質-ナノ粒子複合材料創成に対する有効性を示すことができた。

錯体分解法により得られた金属酸化物・金属水酸化物ナノ粒子および集合体の電子顕微鏡像:上段

HfO2, 下段 Gd(OH)

様々な材質の表面 COOH呈示ナノ粒子およびナノ粒子集合体の合成

申請者が開発した表面 COOHナノ粒子表面とタンパク質やペプチド間

を多重水素結合等の超分子化学的相互作用を利用した複合化法の開発を目指し研究を

呈示金属酸化物ナノ粒子およびそジヒドロキシヒドロ

(DHCA)(図 2)位子として用い、様々な水溶性金属錯体を合

金属錯体水溶液を高温高圧環境で反応させると、表面に COOHを呈示した金属酸化物ナノ粒子およびその

。これら集合体は基を表面に有しているため、いずれの粒

子・集合体は水に対して高い分散性を有してを表面に有しているため超

分子接合法によりタンパク質と混合のみで、反応温度等、合

成条件の変化により集合体自身のサイズ・形状が変化することを見出した。

繰り返しペプチドを呈示酸化鉄ナノ粒子への吸着特

超分子接合法の証明)。】Arg6残基・残基の繰り返しペプチドとFITC(蛍光分子

を融合した合成ペプチドを固相合成法によに示す手法によりO4結合強度を測定

ペプチド融合 FITCナノ粒子に対して特異的吸着が確認された

。この結果より、本研究目的である超ナノ粒子複合材料

創成に対する有効性を示すことができた。

錯体分解法により得られた金属酸化物・金属水酸化物ナノ粒子および集合体の電子顕微鏡像:上段

Gd(OH)3

COOH呈示ナノ粒子およびナノ粒子集合体の合成

COOHナノ粒子表面とタンパク質やペプチド間

を多重水素結合等の超分子化学的相互作用し研究を行

およびそジヒドロキシヒドロ

2)を配位子として用い、様々な水溶性金属錯体を合

金属錯体水溶液を高COOH 基

およびその集合体は

ため、いずれの粒子・集合体は水に対して高い分散性を有して

を表面に有しているため超分子接合法によりタンパク質と混合のみで

、反応温度等、合成条件の変化により集合体自身のサイズ・形

繰り返しペプチドを呈示酸化鉄ナノ粒子への吸着特

6残基・蛍光分子)

を融合した合成ペプチドを固相合成法によに示す手法により結合強度を測定

FITC のみナノ粒子に対して特異的吸着が確認された

。この結果より、本研究目的である超ナノ粒子複合材料

創成に対する有効性を示すことができた。

錯体分解法により得られた金属酸化物・金属水酸化物ナノ粒子および集合体の電子顕微鏡像:上段

Page 3: È w ¤ ï ¬ Æ @ @ ¤ ¬ Ê ñ - KAKEN · l ® P D ¤ J n Ì w i ³ @ i m Þ ¿ ð W Ï E z ñ ³ ¹ é Å i m Þ ¿ P Æ Å Í  » Å « È ¢ @ \

(3)Arg製と結合能の評価 (2)ンパク質に応用するため、基・Arg8色蛍光タンパク質子工学的手法により作製した。大量発現た Arg6に対して吸着することを確認した 本成果については、学術論文投稿準備中である。(4)金属ナノ粒子へのタンパク質直接固定化水溶性シュウ酸架橋二核アルキルアミン錯体を合成し理で分解し、直ちに金属銀が生成した。本錯体水溶液に、モデルタンパクとしてゼラチンを混合し、熱分解した結果、ゼラチンが銀表面に吸着した銀ナノ粒子が合成された。された粒子はゼラチンが吸着した効果により、水に対する分散性が非常に高い。また、合成した粒子を寒天培地に混合すると、大腸菌・黄色ブドウ球菌の増殖が抑制される等、抗菌活性を有している。 以上より、本研究の最大の開発目標であった超分子接合法によるタンパク質合法の有用性について示すことができた。本手法は、ナノ粒子配列のノ材料の開発にも応用できる優れた手法である。 5.主な発表論文(研究代表者、研究分担者は下線) 〔雑誌論文〕(計①

図 5.

Arg 繰り返しペプチド融合ベクターの作製と結合能の評価

(2)で有効性を示した、超分子接合法をタンパク質に応用するため、

Arg8 残基の繰り返しペプチドを有する緑色蛍光タンパク質子工学的手法により作製した。大量発現

Arg6 融合 GFPはに対して吸着することを確認した本成果については、学術論文投稿準備中で

ある。 金属ナノ粒子へのタンパク質直接固定化

水溶性シュウ酸架橋二核アルキルアミン錯体を合成した。合成した錯体は

分解し、直ちに金属銀が生成した。本錯体水溶液に、モデルタンパクとしてゼラチンを混合し、熱分解した結果、ゼラチンが銀表面に吸着した銀ナノ粒子が合成された。された粒子はゼラチンが吸着した効果により、水に対する分散性が非常に高い。また、合成した粒子を寒天培地に混合すると、大腸菌・黄色ブドウ球菌の増殖が抑制される等、抗菌活性を有している。

以上より、本研究の最大の開発目標であった超分子接合法によるタンパク質合法の有用性について示すことができた。本手法は、ナノ粒子配列のノ材料の開発にも応用できる優れた手法である。

.主な発表論文(研究代表者、研究分担者は下線)

〔雑誌論文〕(計 Takanari Togashi

Matsuda, Ibuki Sato, Hiroki Kon, Keirei Uruma, Manabu Ishizaki, Katsuhiko Kanaizuka, MasatomiOhya, Masato Kurihara

. Arg 融合 FITC とに対する吸着等温線

図 4. 本研究で用いた結合定数評価法

繰り返しペプチド融合ベクターの作製と結合能の評価

で有効性を示した、超分子接合法をタンパク質に応用するため、N

残基の繰り返しペプチドを有する緑色蛍光タンパク質(GFP)発現ベクターを遺伝子工学的手法により作製した。大量発現

は COOH 呈示酸化鉄ナノ粒子に対して吸着することを確認した本成果については、学術論文投稿準備中で

金属ナノ粒子へのタンパク質直接固定化水溶性シュウ酸架橋二核アルキルアミン錯

た。合成した錯体は分解し、直ちに金属銀が生成した。本錯

体水溶液に、モデルタンパクとしてゼラチンを混合し、熱分解した結果、ゼラチンが銀表面に吸着した銀ナノ粒子が合成された。された粒子はゼラチンが吸着した効果により、水に対する分散性が非常に高い。また、合成した粒子を寒天培地に混合すると、大腸菌・黄色ブドウ球菌の増殖が抑制される等、抗菌活性を有している。

以上より、本研究の最大の開発目標であった超分子接合法によるタンパク質合法の有用性について示すことができた。本手法は、ナノ粒子配列のみならず、医療ノ材料の開発にも応用できる優れた手法で

.主な発表論文等 (研究代表者、研究分担者及び連携研究者

〔雑誌論文〕(計 8 件) Takanari Togashi, Kota Saito, Yukiko Matsuda, Ibuki Sato, Hiroki Kon, Keirei Uruma, Manabu Ishizaki, Katsuhiko Kanaizuka, Masatomi Sakamoto,Ohya, Masato Kurihara,“Synthesis of

と FITC の COOHに対する吸着等温線

本研究で用いた結合定数評価法

繰り返しペプチド融合ベクターの作

で有効性を示した、超分子接合法をタ末端に Arg6

残基の繰り返しペプチドを有する緑発現ベクターを遺伝

子工学的手法により作製した。大量発現され呈示酸化鉄ナノ粒子

に対して吸着することを確認した。 本成果については、学術論文投稿準備中で

金属ナノ粒子へのタンパク質直接固定化水溶性シュウ酸架橋二核アルキルアミン錯

た。合成した錯体は 30 ℃の熱処分解し、直ちに金属銀が生成した。本錯

体水溶液に、モデルタンパクとしてゼラチンを混合し、熱分解した結果、ゼラチンが銀表面に吸着した銀ナノ粒子が合成された。合成された粒子はゼラチンが吸着した効果により、水に対する分散性が非常に高い。また、合成した粒子を寒天培地に混合すると、大腸菌・黄色ブドウ球菌の増殖が抑制される等、

以上より、本研究の最大の開発目標であった超分子接合法によるタンパク質—無機材料接合法の有用性について示すことができた。本

みならず、医療用ナノ材料の開発にも応用できる優れた手法で

及び連携研究者

, Kota Saito, Yukiko Matsuda, Ibuki Sato, Hiroki Kon, Keirei Uruma, Manabu Ishizaki, Katsuhiko

Sakamoto, Norimasa “Synthesis of

COOH 呈示酸化鉄ナノ粒子に対する吸着等温線

本研究で用いた結合定数評価法

繰り返しペプチド融合ベクターの作

で有効性を示した、超分子接合法をタArg6 残

残基の繰り返しペプチドを有する緑発現ベクターを遺伝

され呈示酸化鉄ナノ粒子

本成果については、学術論文投稿準備中で

金属ナノ粒子へのタンパク質直接固定化 水溶性シュウ酸架橋二核アルキルアミン錯

の熱処分解し、直ちに金属銀が生成した。本錯

体水溶液に、モデルタンパクとしてゼラチンを混合し、熱分解した結果、ゼラチンが銀表

合成された粒子はゼラチンが吸着した効果により、水に対する分散性が非常に高い。また、合成した粒子を寒天培地に混合すると、大腸菌・黄色ブドウ球菌の増殖が抑制される等、

以上より、本研究の最大の開発目標であった無機材料接

合法の有用性について示すことができた。本用ナ

ノ材料の開発にも応用できる優れた手法で

及び連携研究者に

Matsuda, Ibuki Sato, Hiroki Kon, Keirei

Norimasa

〔学会発表〕(計①

呈示酸化鉄ナノ粒子

Gelatin protected and water dispersible Silver Nanoparticles by Thermal Decomposition of Silver Oxalate”of Nanoscience and Nanotechnology, Vol. 14, pp.

高見誠一、相田努、明、有田稔彦、北條大介、阿尻雅文“超臨界流体を用いたナノ粒子の合成と構造制御触媒、印刷中

Daisuke Hojo, Adschiri “Self-Assembly and Reassembly phenomena of OrganicNanocrystals in HighlyNanocrystalline Multi/Monolayer” Japanese Journal of 52, 110113

青木宣明、一、梅津光央、名嘉節、阿尻雅文“超臨界法による有機修飾ナノ粒子合成と有機無機ハイブリッド材料合成日本接着学会誌pp191-196

Varu Singh Takashi Naka, Seiichi Takami, Ameneh Saharaneshin, Nobuaki Aoki, Daisuke HojoArita, Tadafumi Adschiri“Hydrothermal SynthesInorganic-Organic Hybrid Gadolinium Hydroxide Nanoclusters with Controlled Size and Morphology”Dalton Transactions, pp.16176-16184

Ameneh Saharashim, Shunsuke Asahina, Takanari TogashiTakami, Daisuke Hojo, Toshihiko Arita, Kimitaka Minami, Tadafumi Adschiri“Surfactant Assisted Hydrothermal Synthesis of water Dispersible Hafnium Oxide Nanoparticles in Highly Alkaline Media” Crystal Growth & Design11, pp. 5219

Syunsuke Asahina, Osamu Terasaki, Seiichi Takami, Tadafumi Adschiri, Masateru Shibata, Natasha Erdman, “High-resolution lowelectron microscope study of nanostructured materialsWiley Microscopy and Materials, 2012 26(7), S12-

高見誠一、彦、青木宣明、阿尻雅文“ナノ粒子の配列複合化と機能化セ ラ ミ ッ ク スpp.613-615

〔学会発表〕(計 Takanari Togashi

Gelatin protected and water dispersible Silver Nanoparticles by Thermal Decomposition of Silver Oxalate”of Nanoscience and Nanotechnology,

pp. 6022-6027 高見誠一、相田努、冨樫貴成明、有田稔彦、北條大介、阿尻雅文超臨界流体を用いたナノ粒子の合

成と構造制御” 印刷中

Daisuke Hojo, Takanari Togashi

Assembly and Reassembly phenomena of Organic-Inorganic Hybrid Nanocrystals in Highly-ordered Nanocrystalline Multi/Monolayer” Japanese Journal of Applied Physics52, 110113 青木宣明、冨樫貴成、北條大介、高見誠一、梅津光央、名嘉節、阿尻雅文

超臨界法による有機修飾ナノ粒子合成と有機無機ハイブリッド材料合成日本接着学会誌 2013, Vol.49, No.5,

Varu Singh Takashi Naka, Seiichi Takami, Ameneh Saharaneshin, Nobuaki Aoki, Daisuke HojoArita, Tadafumi Adschiri“Hydrothermal Synthes

Organic Hybrid Gadolinium oxide Nanoclusters with Controlled

Size and Morphology” Dalton Transactions,

16184 Ameneh Saharashim, Shunsuke Asahina,

Togashi, Varu Singh, Seiichi Takami, Daisuke Hojo, Toshihiko Arita, Kimitaka Minami, Tadafumi Adschiri“Surfactant Assisted Hydrothermal Synthesis of water Dispersible Hafnium Oxide Nanoparticles in Highly Alkaline

Crystal Growth & Design11, pp. 5219-5226 Syunsuke Asahina, Takanari TogashiOsamu Terasaki, Seiichi Takami, Tadafumi Adschiri, Masateru Shibata, Natasha

resolution lowelectron microscope study of nanostructured materials

ey Microscopy and Materials, 2012 -S14

高見誠一、冨樫貴成、北條大介、有田稔彦、青木宣明、阿尻雅文ナノ粒子の配列複合化と機能化セ ラ ミ ッ ク ス , 2012, vol. 47,

615 〔学会発表〕(計 4 件)

Takanari Togashi

Gelatin protected and water dispersible Silver Nanoparticles by Thermal Decomposition of Silver Oxalate” Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 2014,

冨樫貴成、青木宣

明、有田稔彦、北條大介、阿尻雅文超臨界流体を用いたナノ粒子の合

Takanari Togashi, Tadafumi

Assembly and Reassembly Inorganic Hybrid ordered

Nanocrystalline Multi/Monolayer” Applied Physics, 2013,

、北條大介、高見誠一、梅津光央、名嘉節、阿尻雅文

超臨界法による有機修飾ナノ粒子合成と有機無機ハイブリッド材料合成

2013, Vol.49, No.5,

Varu Singh Takashi Naka, Seiichi Takami, Ameneh Saharaneshin, Takanari TogashiNobuaki Aoki, Daisuke Hojo, Toshihiko Arita, Tadafumi Adschiri “Hydrothermal Synthesis of

Organic Hybrid Gadolinium oxide Nanoclusters with Controlled

Dalton Transactions, 2013, Vol.42,

Ameneh Saharashim, Shunsuke Asahina, , Varu Singh, Seiichi

Takami, Daisuke Hojo, Toshihiko Arita, Kimitaka Minami, Tadafumi Adschiri “Surfactant Assisted Hydrothermal Synthesis of water Dispersible Hafnium Oxide Nanoparticles in Highly Alkaline

Crystal Growth & Design, 2012, Vol.12, No.

Takanari TogashiOsamu Terasaki, Seiichi Takami, Tadafumi Adschiri, Masateru Shibata, Natasha

-voltage scanning electron microscope study of nanostructured materials”

ey Microscopy and Materials, 2012

、北條大介、有田稔彦、青木宣明、阿尻雅文 ナノ粒子の配列複合化と機能化”

, 2012, vol. 47,

Gelatin protected and water dispersible

Journal 2014,

、青木宣明、有田稔彦、北條大介、阿尻雅文 超臨界流体を用いたナノ粒子の合

, Tadafumi

Inorganic Hybrid

, 2013,

、北條大介、高見誠

超臨界法による有機修飾ナノ粒子合成と有機無機ハイブリッド材料合成

2013, Vol.49, No.5,

Varu Singh Takashi Naka, Seiichi Takami, Takanari Togashi,

, Toshihiko

is of Organic Hybrid Gadolinium

oxide Nanoclusters with Controlled

2013, Vol.42,

Ameneh Saharashim, Shunsuke Asahina, , Varu Singh, Seiichi

Takami, Daisuke Hojo, Toshihiko Arita,

Synthesis of water Dispersible Hafnium Oxide Nanoparticles in Highly Alkaline

, 2012, Vol.12, No.

Takanari Togashi, Osamu Terasaki, Seiichi Takami, Tadafumi Adschiri, Masateru Shibata, Natasha

voltage scanning electron microscope study of

ey Microscopy and Materials, 2012

、北條大介、有田稔

, 2012, vol. 47,

Page 4: È w ¤ ï ¬ Æ @ @ ¤ ¬ Ê ñ - KAKEN · l ® P D ¤ J n Ì w i ³ @ i m Þ ¿ ð W Ï E z ñ ³ ¹ é Å i m Þ ¿ P Æ Å Í  » Å « È ¢ @ \

“Synthesis of metal oxide nanoparticle assembled materials in high pressure and temperature water”(Invite) International workshop on coordination compounds (山形) (2013 年 9 月)

② Takanari Togashi “One-step synthesis of metal oxide nanoparticle assembled materials in hydrothermal condition”(Invite) CC3DMR2013 (韓国・済州) (2013年 6月)

③ 冨樫貴成、高見誠一、川上和義、山本秀輝、名嘉節、佐藤康一、阿尻雅文 “免疫回避能を有する医療用磁性ナノ粒子の連続合成” 第 10 回ナノ学会(平成 24 年 6月 大阪)

④ “バイオ・配位化学的アプローチによる高温高圧水中でのナノ粒子集合体合成”(依頼講演) 日本セラミックス協会秋季大会(日本・名古屋)(2012 月 9 月)

〔図書〕(計 1 件) ① Tadafumi Adschiri, Seiichi Takami,

Toshihiko Arita, Daisuke Hojo, Kimitaka Minami, Nobuaki Aoki, and Takanari Togashi Handbook of Advanced Ceramics, Second Edition: Materials Applications, Processing and Properties.[Academic Press,(2013)] Shigeyuki Somiya (Edited), Chapter 11.1.5, Supercritical Hydrothermal Synthesis ISBN:9780123854698

〔産業財産権〕 ○出願状況(計 0件) ○取得状況(計 0件) 〔その他〕 ホームページ等 6.研究組織 (1)研究代表者 冨樫 貴成(Takanari Togashi) 山形大学理学部物質生命化学科・助教 研究者番号:80510122