コントラスト変調中性子小角散乱法によるナノゲルの構造解析

Structure of physically cross-linked nanogels investigated by means of contrast variation small-angle neutron scattering

関根 由莉奈   ; 遠藤 仁*; 岩瀬 裕希*; 深澤 裕; 向井 貞篤*; 秋吉 一成*

Sekine, Yurina; Endo, Hitoshi*; Iwase, Hiroki*; Fukazawa, Hiroshi; Mukai, Sadaatsu*; Akiyoshi, Kazunari*

多糖であるプルランやデキストリンに疎水基を導入した疎水化多糖は、自己組織的に水中で約20-30nmの物理架橋ナノゲルを形成する。このナノゲルは疎水性分子であるタンパク質等の生体分子を内包し、更に徐放制御し得ることから、有用な新規医療材料としての展開が期待されている。ナノゲルの構造として複数の疎水性基が疎水性相互作用により架橋点を形成し、微細なネットワーク構造を取るというモデルが予想されているが、現在のところ詳細な内部構造はほとんど明らかとなっていない。内部の構造がナノゲルの機能性に大きく関与することから詳細な構造を明らかとすることは重要である。本研究では、J-PARC大観及びオークリッジ国立研究所のCG2-SANSの装置を利用し、コントラスト変調中性子小角散乱法によりコレステロール置換プルランナノゲル(CHPナノゲル)内部の微細構造を評価した。散乱プロファイルを解析することにより、ナノゲル内部では4個程の疎水性基が会合し一様に架橋点が分布することを明らかとした。このような構造を取る微粒子は今までほぼ報告されておらず、微粒子材料の更なる高機能化に繋がる重要な知見を得た。

Cholesterol-bearing pullulan (CHP) spontaneously forms stable nanogel of ca. 30 nm in size in water. Because the CHP nanogels can trap various proteins spontaneously and release them in their native form to environment, they are valuable for use in protein delivery systems, particularly for cancer vaccines, and so on. The distribution and position of cross-linking domain are important factor determining the properties of nanogels. The aim of this study is to investigate the distribution and position of cross-linking domain of nanogels by means of contrast variation small-angle neutron scattering (CV-SANS). We had the CV-SANS measurement of the CHP nanogel dispersed in complex solvent of DO/HO to clarify the microscopic structure of cross-linking domain of CHP nanogels. In this presentation, we will discuss the detailed structure of the CHP nanogel analyzed from the result of CV-SANS.