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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評価

Structure of self-assembled nanogels investigated by means of contrast variation small-angle neutron scattering

関根 由莉奈; 深澤 裕; 遠藤 仁*; 岩瀬 裕希*; 向井 貞篤*; Littrell, K. C.*; Fernandez-Baca, J. A.*; 秋吉 一成*

Sekine, Yurina; Fukazawa, Hiroshi; Endo, Hitoshi*; Iwase, Hiroki*; Mukai, Sadaatsu*; Littrell, K. C.*; Fernandez-Baca, J. A.*; Akiyoshi, Kazunari*

ナノゲルは架橋された高分子と水から構成されるナノサイズの微粒子である。多糖であるプルランやグリコーゲンにコレステロール等の疎水性の分子を修飾した疎水性多糖は、水中に分散させると自己組織的に直径約20-30nmのナノゲルを形成する。ナノゲルは自発的にタンパク質や低分子薬剤を内包することから体内に薬物や物質を効率よく輸送するキャリアとして広く応用されてきたが、詳細な内部構造は未だ明らかとなっていない。本研究では、コントラスト変調中性子小角散乱法(CV-SANS)を用いてコレステロール置換プルランナノゲルの構造を評価した。中性子小角散乱実験はJ-PARCの中性子小中角散乱装置(大観)及びORNLのGP-SANSを用いて行った。純水に対する重水の体積分率$$Phi$$$$_{D_2 rm O}$$が0, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0となる5種類の混合水を用いてナノゲル水溶液を調整し、中性子散乱実験を行った。散乱プロファイルの解析により、ナノゲル内部全体に会合したコレステロールが分布し、架橋点を形成していることを明らかにした。

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. 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 SANS measurement of the CHP nanogel dispersed in complex solvent of D$$_{2}$$O/H$$_{2}$$O to clarify the microscopic structure of cross-linking domain. The result shows that the particle radius of the pullulan and the cholesterol are 8.09 and 6.31 nm, respectively. The dispersion of the cross-linking domains might have important implications for the interactions of nanogels with other molecules.

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