JP2000126585A - ポリイオンコンプレックスから成る分子応答性ゲル - Google Patents
ポリイオンコンプレックスから成る分子応答性ゲルInfo
- Publication number
- JP2000126585A JP2000126585A JP10318367A JP31836798A JP2000126585A JP 2000126585 A JP2000126585 A JP 2000126585A JP 10318367 A JP10318367 A JP 10318367A JP 31836798 A JP31836798 A JP 31836798A JP 2000126585 A JP2000126585 A JP 2000126585A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polyion complex
- gel
- polyanion
- polycation
- molecule
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Colloid Chemistry (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 特定の分子（低分子化合物）に応答して膨潤
・収縮する機能性ゲルを提供する。 【解決手段】 化学量論的な電荷バランスが崩れたポリ
カチオンとポリアニオンとから構成されるポリイオンコ
ンプレックスが溶媒で膨潤されている分子応答性ゲル。
ポリカチオンまたはポリアニオンとして、電荷を有する
低分子と結合可能な官能基を含むものを用い、その低分
子の存在下にポリカチオン溶液とポリアニオン溶液とを
反応させて該低分子を結合したポリイオンコンプレック
スを生成させ、該ポリイオンコンプレックスから低分子
を脱離させ、さらに、低分子を脱離させたイオンコンプ
レックスを溶媒で膨潤しゲル化することによって製造さ
れる。
・収縮する機能性ゲルを提供する。 【解決手段】 化学量論的な電荷バランスが崩れたポリ
カチオンとポリアニオンとから構成されるポリイオンコ
ンプレックスが溶媒で膨潤されている分子応答性ゲル。
ポリカチオンまたはポリアニオンとして、電荷を有する
低分子と結合可能な官能基を含むものを用い、その低分
子の存在下にポリカチオン溶液とポリアニオン溶液とを
反応させて該低分子を結合したポリイオンコンプレック
スを生成させ、該ポリイオンコンプレックスから低分子
を脱離させ、さらに、低分子を脱離させたイオンコンプ
レックスを溶媒で膨潤しゲル化することによって製造さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＡＭＰのような特
定の分子（低分子化合物）に応答して膨潤したり収縮す
る新規な機能性ゲルとその製造方法に関する。
定の分子（低分子化合物）に応答して膨潤したり収縮す
る新規な機能性ゲルとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】近年、各種の外部刺激に応答
して、膨潤・収縮現象を示す機能性ゲル（インテリジェ
ントゲル）に関する研究が行われている。このようなゲ
ルは、ドラッグデリバリーシステム（ＤＤＳ：薬物送達
システム）、ケミカルアクチュエーター（例えば、人工
筋肉）、物質分離など多岐の分野にわたる応用の可能性
を有している。
して、膨潤・収縮現象を示す機能性ゲル（インテリジェ
ントゲル）に関する研究が行われている。このようなゲ
ルは、ドラッグデリバリーシステム（ＤＤＳ：薬物送達
システム）、ケミカルアクチュエーター（例えば、人工
筋肉）、物質分離など多岐の分野にわたる応用の可能性
を有している。
【０００３】これまでに知られている機能性ゲルは、専
ら、温度、電場、ｐＨ等を外部刺激とするものであり、
特定の物質に直接応答して膨潤・収縮するものは少な
い。特に生体内に存在する物質、例えばＡＭＰ（アデノ
シン一リン酸：アデニル酸）のような物質に応答するゲ
ルが得られれば、上記のごとき分野において一層の応用
展開が期待される。本発明の目的は、特定の分子（低分
子化合物）に応答することのできる新しいタイプの機能
性ゲルを提供することにある。
ら、温度、電場、ｐＨ等を外部刺激とするものであり、
特定の物質に直接応答して膨潤・収縮するものは少な
い。特に生体内に存在する物質、例えばＡＭＰ（アデノ
シン一リン酸：アデニル酸）のような物質に応答するゲ
ルが得られれば、上記のごとき分野において一層の応用
展開が期待される。本発明の目的は、特定の分子（低分
子化合物）に応答することのできる新しいタイプの機能
性ゲルを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、ポリアニオ
ンとポリカチオンから構成されるポリイオンコンプレッ
クスを利用することにより、上記の目的を達成したもの
である。すなわち、本発明は、先ず、基本発明として、
ポリカチオン溶液とポリアニオン溶液とを反応させてポ
リイオンコンプレックスを生成させるに当たり、ポリカ
チオンまたはポリアニオンとして、電荷を有する低分子
と結合可能な官能基を含むものを用い、その低分子の存
在下にポリカチオン溶液とポリアニオン溶液とを反応さ
せることにより該低分子を結合したポリイオンコンプレ
ックスを生成させる工程、低分子を結合したポリイオン
コンプレックスから該低分子を脱離させる工程、および
低分子を脱離させたイオンコンプレックスを溶媒で膨潤
しゲル化する工程を含むことを特徴とする分子応答性ゲ
ルの製造方法を提供する。
ンとポリカチオンから構成されるポリイオンコンプレッ
クスを利用することにより、上記の目的を達成したもの
である。すなわち、本発明は、先ず、基本発明として、
ポリカチオン溶液とポリアニオン溶液とを反応させてポ
リイオンコンプレックスを生成させるに当たり、ポリカ
チオンまたはポリアニオンとして、電荷を有する低分子
と結合可能な官能基を含むものを用い、その低分子の存
在下にポリカチオン溶液とポリアニオン溶液とを反応さ
せることにより該低分子を結合したポリイオンコンプレ
ックスを生成させる工程、低分子を結合したポリイオン
コンプレックスから該低分子を脱離させる工程、および
低分子を脱離させたイオンコンプレックスを溶媒で膨潤
しゲル化する工程を含むことを特徴とする分子応答性ゲ
ルの製造方法を提供する。
【０００５】さらに、本発明に従えば、この基本発明を
具現化したものとして、ポリカチオンとＡＭＰまたはそ
の類縁化合物を含有するアルカリ性水溶液に、ボロン酸
基を有するポリアニオンの水溶液を添加することにより
ＡＭＰまたはその類縁化合物を結合したポリイオンコン
プレックスから成る沈殿を生成させる工程、前記ポリイ
オンコンプレックスの沈殿を乾燥後、酸性水溶液に浸漬
することにより該ポリイオンコンプレックスからＡＭＰ
またはその類縁化合物を脱離させる工程、およびＡＭＰ
またはその類縁化合物を脱離させたポリイオンコンプレ
ックスを乾燥後、アルカリ性水溶液に浸漬させることに
より該ポリイオンコンプレックスを水で膨潤しゲル化す
る工程を含むことを特徴とするＡＭＰまたはその類縁化
合物に応答性のゲルの製造方法が提供される。
具現化したものとして、ポリカチオンとＡＭＰまたはそ
の類縁化合物を含有するアルカリ性水溶液に、ボロン酸
基を有するポリアニオンの水溶液を添加することにより
ＡＭＰまたはその類縁化合物を結合したポリイオンコン
プレックスから成る沈殿を生成させる工程、前記ポリイ
オンコンプレックスの沈殿を乾燥後、酸性水溶液に浸漬
することにより該ポリイオンコンプレックスからＡＭＰ
またはその類縁化合物を脱離させる工程、およびＡＭＰ
またはその類縁化合物を脱離させたポリイオンコンプレ
ックスを乾燥後、アルカリ性水溶液に浸漬させることに
より該ポリイオンコンプレックスを水で膨潤しゲル化す
る工程を含むことを特徴とするＡＭＰまたはその類縁化
合物に応答性のゲルの製造方法が提供される。
【０００６】この本発明の方法において、好ましいポリ
アニオンは下記の式（１）で表される繰り返し単位を有
するポリマーであり、また、好ましいポリカチオンは下
記の式（２）で表される繰り返し単位を有するポリマー
である。
アニオンは下記の式（１）で表される繰り返し単位を有
するポリマーであり、また、好ましいポリカチオンは下
記の式（２）で表される繰り返し単位を有するポリマー
である。
【０００７】
【化３】
【０００８】
【化４】
【０００９】本発明は、さらに、上記の方法によって製
造され、化学量論的な電荷バランスが崩れたポリカチオ
ンとポリアニオンとから構成されるポリイオンコンプレ
ックスが溶媒で膨潤されていることを特徴とする分子応
答性ゲルを提供する。本発明のゲルは、好ましくは溶媒
として水によって膨潤されるヒドロゲルである。
造され、化学量論的な電荷バランスが崩れたポリカチオ
ンとポリアニオンとから構成されるポリイオンコンプレ
ックスが溶媒で膨潤されていることを特徴とする分子応
答性ゲルを提供する。本発明のゲルは、好ましくは溶媒
として水によって膨潤されるヒドロゲルである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の機能性ゲルは、電荷を有
する低分子（低分子化合物）に応答して膨潤・収縮する
ことができるものであり、この本発明のゲルは該低分子
化合物を用いてポリイオンコンプレックスの組成を予め
コントロールすることによって得られる。
する低分子（低分子化合物）に応答して膨潤・収縮する
ことができるものであり、この本発明のゲルは該低分子
化合物を用いてポリイオンコンプレックスの組成を予め
コントロールすることによって得られる。
【００１１】ポリカチオン溶液とポリアニオン溶液を混
合すると、該カチオンとアニオンが静電的な相互作用に
より架橋状に結合したポリイオンコンプレックスの沈殿
を生成するが、その組成は、カチオンとアニオンが１：
１で対応したものになることが知られている。ここで、
本発明に従う分子応答性ゲルの製造方法においては、ポ
リカチオンまたはポリアニオンのいずれか一方として、
応答対象となる電荷を有する低分子（低分子化合物）に
結合することのできる官能基を含むものを用いる。この
ポリカチオンまたはポリアニオンに含まれる官能基は、
環境条件の変化（例えば、ｐＨの変化、温度の変化な
ど）により、該低分子化合物と可逆的に共有結合し且つ
その結合を解離し得るようなものでなければならない。
合すると、該カチオンとアニオンが静電的な相互作用に
より架橋状に結合したポリイオンコンプレックスの沈殿
を生成するが、その組成は、カチオンとアニオンが１：
１で対応したものになることが知られている。ここで、
本発明に従う分子応答性ゲルの製造方法においては、ポ
リカチオンまたはポリアニオンのいずれか一方として、
応答対象となる電荷を有する低分子（低分子化合物）に
結合することのできる官能基を含むものを用いる。この
ポリカチオンまたはポリアニオンに含まれる官能基は、
環境条件の変化（例えば、ｐＨの変化、温度の変化な
ど）により、該低分子化合物と可逆的に共有結合し且つ
その結合を解離し得るようなものでなければならない。
【００１２】かくして、その低分子（低分子化合物）の
存在下にポリカチオン溶液とポリアニオン溶液とを反応
させると、ポリカチオンとポリアニオンが上述したよう
な本来の１：１の化学量論比からずれた割合で結合した
ポリイオンコンプレックスが得られる。例えば、負の電
子を有する低分子化合物に結合可能な官能基を含むポリ
アニオンを用い、その低分子化合物の存在下に該ポリア
ニオンとポリカチオンを反応させると、ポリアニオンは
低分子化合物と結合することにより負の電荷が大きくな
っているので、該低分子化合物が存在しない場合に比べ
て過剰のポリカチオンが結合したポリイオンコンプレッ
クスの沈殿が生成する。このようなポリイオンコンプレ
ックスの沈殿は、全体的には電荷が中和しており、収縮
状態のゲルである。
存在下にポリカチオン溶液とポリアニオン溶液とを反応
させると、ポリカチオンとポリアニオンが上述したよう
な本来の１：１の化学量論比からずれた割合で結合した
ポリイオンコンプレックスが得られる。例えば、負の電
子を有する低分子化合物に結合可能な官能基を含むポリ
アニオンを用い、その低分子化合物の存在下に該ポリア
ニオンとポリカチオンを反応させると、ポリアニオンは
低分子化合物と結合することにより負の電荷が大きくな
っているので、該低分子化合物が存在しない場合に比べ
て過剰のポリカチオンが結合したポリイオンコンプレッ
クスの沈殿が生成する。このようなポリイオンコンプレ
ックスの沈殿は、全体的には電荷が中和しており、収縮
状態のゲルである。
【００１３】本発明に従う分子応答性ゲルの製造方法に
おいては、次に、低分子（低分子化合物）を結合したポ
リイオンコンプレックスから該低分子（低分子化合物）
を脱離させる。このためには、系の環境条件（例えば、
ｐＨ、温度）を、低分子（低分子化合物）の存在下にポ
リイオンコンプレックスを生成させた工程の条件と異な
らせ、これによって、ポリカチオンまたはポリアニオン
に含まれていた官能基と低分子の結合を解離させる。
おいては、次に、低分子（低分子化合物）を結合したポ
リイオンコンプレックスから該低分子（低分子化合物）
を脱離させる。このためには、系の環境条件（例えば、
ｐＨ、温度）を、低分子（低分子化合物）の存在下にポ
リイオンコンプレックスを生成させた工程の条件と異な
らせ、これによって、ポリカチオンまたはポリアニオン
に含まれていた官能基と低分子の結合を解離させる。
【００１４】この結果、カチオンとアニオンが１：１で
対応する化学量論比からずれ、カチオンとアニオンのい
ずれか一方が過剰に結合して（上記の例ではカチオンが
過剰）、電荷バランスが崩れ全体としては正または負に
荷電した（上記の例では正に荷電）ポリイオンコンプレ
ックスが形成される。このようなポリイオンコンプレッ
クスは、イオンによる圧力が高くなるため、溶媒（通常
は水）により容易に膨潤する。
対応する化学量論比からずれ、カチオンとアニオンのい
ずれか一方が過剰に結合して（上記の例ではカチオンが
過剰）、電荷バランスが崩れ全体としては正または負に
荷電した（上記の例では正に荷電）ポリイオンコンプレ
ックスが形成される。このようなポリイオンコンプレッ
クスは、イオンによる圧力が高くなるため、溶媒（通常
は水）により容易に膨潤する。
【００１５】このようにして得られた膨潤ゲルは、低分
子（ポリイオンコンプレックスの生成時に用いた低分子
化合物）の存在下に再び置かれると、該低分子と再び結
合して電荷バランスを回復し（すなわち、電荷が中和
し）、収縮することができる。
子（ポリイオンコンプレックスの生成時に用いた低分子
化合物）の存在下に再び置かれると、該低分子と再び結
合して電荷バランスを回復し（すなわち、電荷が中和
し）、収縮することができる。
【００１６】本発明に従えば、以上のような原理に基づ
き、具体例として、ＡＭＰ（アデノシン一リン酸：アデ
ニル酸）またはその類縁化合物に応答して膨潤・収縮す
る機能を有するゲルを製造することができる。
き、具体例として、ＡＭＰ（アデノシン一リン酸：アデ
ニル酸）またはその類縁化合物に応答して膨潤・収縮す
る機能を有するゲルを製造することができる。
【００１７】このＡＭＰまたはその類縁化合物に応答性
のゲルを製造するには、ポリアニオンとして、ボロン酸
基を有するポリアニオンを用いる。ボロン酸基を有する
ポリアニオンとして特に好ましいのは上述の式（１）で
表される繰り返し単位を有するポリマー〔ポリ（エチレ
ン−無水マレイン酸フェニルボロン酸〕である。この
他、図１に例示するような繰り返し単位を有するポリマ
ーを使用することもできる。
のゲルを製造するには、ポリアニオンとして、ボロン酸
基を有するポリアニオンを用いる。ボロン酸基を有する
ポリアニオンとして特に好ましいのは上述の式（１）で
表される繰り返し単位を有するポリマー〔ポリ（エチレ
ン−無水マレイン酸フェニルボロン酸〕である。この
他、図１に例示するような繰り返し単位を有するポリマ
ーを使用することもできる。
【００１８】式（１）および図１から理解されるよう
に、ＡＭＰまたはその類縁化合物に応答性のゲルを製造
するのに使用されるこれらのポリマーは、アニオン部位
〔式（１）の繰り返し単位を有するポリマーではＣＯＯ
- 、図１に示すポリマーではＳＯ3 - 〕を有するととも
に、分子内にボロン酸基Ｂ（ＯＨ）3 を有しており、こ
のボロン酸基がＡＭＰまたはその類縁化合物と可逆的に
結合（共有結合）することになる。ここで、本発明が対
象とするＡＭＰおよびその類縁化合物の例は図２に示さ
れている。図２から理解されるように、本発明に関連し
て用いるＡＭＰの類縁化合物という語は、ＡＭＰと同様
に、シス−ジオール部位を有するとともに、負の電荷
（酒石酸の場合はカルボキシル基がプロトン解離するこ
とにより生じる負の電荷、その他の化合物の場合は、リ
ン酸部位による負の電荷）を有する化合物を指称する。
に、ＡＭＰまたはその類縁化合物に応答性のゲルを製造
するのに使用されるこれらのポリマーは、アニオン部位
〔式（１）の繰り返し単位を有するポリマーではＣＯＯ
- 、図１に示すポリマーではＳＯ3 - 〕を有するととも
に、分子内にボロン酸基Ｂ（ＯＨ）3 を有しており、こ
のボロン酸基がＡＭＰまたはその類縁化合物と可逆的に
結合（共有結合）することになる。ここで、本発明が対
象とするＡＭＰおよびその類縁化合物の例は図２に示さ
れている。図２から理解されるように、本発明に関連し
て用いるＡＭＰの類縁化合物という語は、ＡＭＰと同様
に、シス−ジオール部位を有するとともに、負の電荷
（酒石酸の場合はカルボキシル基がプロトン解離するこ
とにより生じる負の電荷、その他の化合物の場合は、リ
ン酸部位による負の電荷）を有する化合物を指称する。
【００１９】本発明に従いＡＭＰまたはその類縁化合物
に応答性のゲルを製造するに当たっては、先ず、上述の
ようなボロン酸基を有するポリアニオンの水溶液を、ポ
リカチオンとＡＭＰまたはその類縁化合物を含有する水
溶液に添加する。ポリカチオンとして特に好ましい例
は、上述の式（２）で表される繰り返し単位を有するポ
リマー〔ポリ（塩化ジアリルジメチルアンモニウム）〕
である。その他、図３に例示されるような繰り返し単位
を有するポリカチオンを用いることもできる。
に応答性のゲルを製造するに当たっては、先ず、上述の
ようなボロン酸基を有するポリアニオンの水溶液を、ポ
リカチオンとＡＭＰまたはその類縁化合物を含有する水
溶液に添加する。ポリカチオンとして特に好ましい例
は、上述の式（２）で表される繰り返し単位を有するポ
リマー〔ポリ（塩化ジアリルジメチルアンモニウム）〕
である。その他、図３に例示されるような繰り返し単位
を有するポリカチオンを用いることもできる。
【００２０】このポリカチオンとポリアニオンの反応
は、適当な緩衝液（例えば、炭酸緩衝液）を用いて、ア
ルカリ性のｐＨ下に行う。これによって、ボロン酸基と
シス−ジオール基が脱水縮合してエステルを形成し、ポ
リアニオンのボロン酸部位にＡＭＰまたはその類縁化合
物が共有結合する。この結果、ポリアニオンのアニオン
部位〔上記の式（１）の繰り返し単位を有するポリマー
を用いる場合は、ＣＯＯ- 部位、およびボロン酸基に結
合したＡＭＰまたはその類縁化合物に由来する負電荷〕
に、ポリカチオンのカチオン部位が過剰に（該ＡＭＰま
たはその類縁化合物に結合しない場合に比べて）架橋状
に結合したポリイオンコンプレックスの沈殿（収縮状態
のゲル）が生成する。
は、適当な緩衝液（例えば、炭酸緩衝液）を用いて、ア
ルカリ性のｐＨ下に行う。これによって、ボロン酸基と
シス−ジオール基が脱水縮合してエステルを形成し、ポ
リアニオンのボロン酸部位にＡＭＰまたはその類縁化合
物が共有結合する。この結果、ポリアニオンのアニオン
部位〔上記の式（１）の繰り返し単位を有するポリマー
を用いる場合は、ＣＯＯ- 部位、およびボロン酸基に結
合したＡＭＰまたはその類縁化合物に由来する負電荷〕
に、ポリカチオンのカチオン部位が過剰に（該ＡＭＰま
たはその類縁化合物に結合しない場合に比べて）架橋状
に結合したポリイオンコンプレックスの沈殿（収縮状態
のゲル）が生成する。
【００２１】なお、ポリカチオンとポリアニオンとから
ポリイオンコンプレックスを生成させる上記の反応にお
いては、カチオン部位とアニオン部位〔式（１）の繰り
返し単位を有するポリアニオンの場合、カルボキシ基＋
ボロン酸基〕およびＡＭＰまたはその類縁化合物が４：
２：１に対応するような比率で用いるのが一般的であ
る。
ポリイオンコンプレックスを生成させる上記の反応にお
いては、カチオン部位とアニオン部位〔式（１）の繰り
返し単位を有するポリアニオンの場合、カルボキシ基＋
ボロン酸基〕およびＡＭＰまたはその類縁化合物が４：
２：１に対応するような比率で用いるのが一般的であ
る。
【００２２】次に、以上のようにして得られたポリイオ
ンコンプレックスの沈殿を乾燥させた後、酸性水溶液
（例えば、酢酸緩衝液）に浸漬する。これによって、ボ
ロン酸基とシス−ジオール基とのエステルが加水分解し
て、ボロン酸基を介してポリイオンコンプレックス内に
結合していたＡＭＰまたはその類縁化合物が脱離する。
この結果、電荷バランスが崩れた、すなわち、ポリアニ
オンに対してポリカチオンが過剰に結合しているポリイ
オンコンプレックスを得ることができる。
ンコンプレックスの沈殿を乾燥させた後、酸性水溶液
（例えば、酢酸緩衝液）に浸漬する。これによって、ボ
ロン酸基とシス−ジオール基とのエステルが加水分解し
て、ボロン酸基を介してポリイオンコンプレックス内に
結合していたＡＭＰまたはその類縁化合物が脱離する。
この結果、電荷バランスが崩れた、すなわち、ポリアニ
オンに対してポリカチオンが過剰に結合しているポリイ
オンコンプレックスを得ることができる。
【００２３】ＡＭＰまたはその類縁化合物に応答性のゲ
ルを製造する本発明の方法においては、最後の工程とし
て、上述のように化学量論的に電荷バランスが崩れた
（全体として負に荷電した）ポリイオンコンプレックス
を再びアルカリ性水溶液（例えば、アンモニウム緩衝
液）に浸漬する。この結果、水で膨潤した膨潤ゲルが得
られる。この膨潤ゲルは、ＡＭＰまたはその類縁化合物
と再び結合すると、電荷バランスを回復し（電荷が中和
し）、収縮することができる。
ルを製造する本発明の方法においては、最後の工程とし
て、上述のように化学量論的に電荷バランスが崩れた
（全体として負に荷電した）ポリイオンコンプレックス
を再びアルカリ性水溶液（例えば、アンモニウム緩衝
液）に浸漬する。この結果、水で膨潤した膨潤ゲルが得
られる。この膨潤ゲルは、ＡＭＰまたはその類縁化合物
と再び結合すると、電荷バランスを回復し（電荷が中和
し）、収縮することができる。
【００２４】以上のようにして、本発明に従えば、化学
量論的な電荷バランスが崩れたポリカチオンとポリアニ
オンとから構成されるポリイオンコンプレックス（すな
わち、ポリカチオンとポリアニオンが本来の１：１の化
学量論比がずれた割合で結合したポリイオンコンプレッ
クス）が溶媒で膨潤されている分子応答性のゲルが得ら
れる。
量論的な電荷バランスが崩れたポリカチオンとポリアニ
オンとから構成されるポリイオンコンプレックス（すな
わち、ポリカチオンとポリアニオンが本来の１：１の化
学量論比がずれた割合で結合したポリイオンコンプレッ
クス）が溶媒で膨潤されている分子応答性のゲルが得ら
れる。
【００２５】この本発明のゲルは、一般的には、ＡＭＰ
またはその類縁化合物に応答するゲルの製造に関連して
上で詳述したように水で膨潤されたゲル、すなわちハイ
ドロゲルであるが、本発明の原理は溶媒が非水性溶媒
（有機溶媒）であるゲルにも適用され得る。また、上述
したものとは異なる適当なポリイオンコンプレックスを
利用することにより、各種の低分子（低分子化合物）に
応答して膨潤・収縮する分子応答性ゲルを得るためにも
本発明は適用可能である。
またはその類縁化合物に応答するゲルの製造に関連して
上で詳述したように水で膨潤されたゲル、すなわちハイ
ドロゲルであるが、本発明の原理は溶媒が非水性溶媒
（有機溶媒）であるゲルにも適用され得る。また、上述
したものとは異なる適当なポリイオンコンプレックスを
利用することにより、各種の低分子（低分子化合物）に
応答して膨潤・収縮する分子応答性ゲルを得るためにも
本発明は適用可能である。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の特徴をさらに明らかにするた
め、実施例に沿って本発明を説明する。実施例１：ポリカチオンコンプレックスから成るゲルの
調製 ポリアニオンとして、上述の式（１）の繰り返し単位を
有するポリマーを用いた。このポリアニオンは、ポリ
（エチレン−無水マレイン酸）交互共重合体３００ｍｇ
（2.４ｍｍｏｌ）と３−アミノフェニルボロン酸４００
ｍｇ（2.９ｍｍｏｌ）をＤＭＦ中７０℃で２０時間反応
させることにより合成した。生成物の確認はＦＴ−ＩＲ
と 1Ｈ ＮＭＲにより行った。すなわち、ＩＲではＣ＝
Ｏの吸収が１７１０ｃｍ-1と１６７０ｃｍ-1に現れ（前
者はカルボキシル基、後者はアミド基に対応する）、さ
らに、ＮＭＲでは7.５ｐｐｍ付近に芳香族プロトン（４
Ｈ）、2.７ｐｐｍにＣＨプロトン（２Ｈ）、1.７ｐｐｍ
にＣＨ2 プロトン（４Ｈ）のピークが観測されたことに
より、生成したポリマーの同定を行った。
め、実施例に沿って本発明を説明する。実施例１：ポリカチオンコンプレックスから成るゲルの
調製 ポリアニオンとして、上述の式（１）の繰り返し単位を
有するポリマーを用いた。このポリアニオンは、ポリ
（エチレン−無水マレイン酸）交互共重合体３００ｍｇ
（2.４ｍｍｏｌ）と３−アミノフェニルボロン酸４００
ｍｇ（2.９ｍｍｏｌ）をＤＭＦ中７０℃で２０時間反応
させることにより合成した。生成物の確認はＦＴ−ＩＲ
と 1Ｈ ＮＭＲにより行った。すなわち、ＩＲではＣ＝
Ｏの吸収が１７１０ｃｍ-1と１６７０ｃｍ-1に現れ（前
者はカルボキシル基、後者はアミド基に対応する）、さ
らに、ＮＭＲでは7.５ｐｐｍ付近に芳香族プロトン（４
Ｈ）、2.７ｐｐｍにＣＨプロトン（２Ｈ）、1.７ｐｐｍ
にＣＨ2 プロトン（４Ｈ）のピークが観測されたことに
より、生成したポリマーの同定を行った。
【００２７】ポリカチオンとしては、上述の式（２）の
繰り返し単位を有するポリマーを用いた。このポリカチ
オンは市販品〔アルドリッチ社製ポリ（塩化ジアリルジ
メチルアンモニウム）、分子量４０万〜５０万〕を用い
た。このポリカチオンの水溶液２ｃｍ3 （ポリカチオン
濃度：２０ｍｍｏｌ ｄｍ-3）とＡＭＰの水溶液１ｃｍ
3 （ＡＭＰ濃度：１０ｍｍｏｌ ｄｍ-3）を混合し、こ
れにポリアニオンの水溶液１ｃｍ3 〔ポリアニオン（カ
ルボキシル基＋ボロン酸基）濃度：２０ｍｍｏｌ ｄｍ
-3〕を滴下することによりポリイオンコンプレックスを
調製した。このポリイオンコンプレックスの調製は、炭
酸緩衝液によりｐＨを１0.３に保ち、２５℃の温度下に
行った。ＡＭＰがポリイオンコンプレックス中に取り込
まれたことは、上澄み中の未反応のＡＭＰ濃度を吸光光
度定量することにより確認した。
繰り返し単位を有するポリマーを用いた。このポリカチ
オンは市販品〔アルドリッチ社製ポリ（塩化ジアリルジ
メチルアンモニウム）、分子量４０万〜５０万〕を用い
た。このポリカチオンの水溶液２ｃｍ3 （ポリカチオン
濃度：２０ｍｍｏｌ ｄｍ-3）とＡＭＰの水溶液１ｃｍ
3 （ＡＭＰ濃度：１０ｍｍｏｌ ｄｍ-3）を混合し、こ
れにポリアニオンの水溶液１ｃｍ3 〔ポリアニオン（カ
ルボキシル基＋ボロン酸基）濃度：２０ｍｍｏｌ ｄｍ
-3〕を滴下することによりポリイオンコンプレックスを
調製した。このポリイオンコンプレックスの調製は、炭
酸緩衝液によりｐＨを１0.３に保ち、２５℃の温度下に
行った。ＡＭＰがポリイオンコンプレックス中に取り込
まれたことは、上澄み中の未反応のＡＭＰ濃度を吸光光
度定量することにより確認した。
【００２８】次に、得られたポリイオンコンプレックス
の沈殿を真空乾燥機で乾燥し、酢酸緩衝液（ｐＨ＝5.
５）に４１時間浸漬した。この操作により、ポリイオン
コンプレックス中のＡＭＰをほぼ定量的に脱離（抽出）
できたことを吸光光度定量することにより確認した。
の沈殿を真空乾燥機で乾燥し、酢酸緩衝液（ｐＨ＝5.
５）に４１時間浸漬した。この操作により、ポリイオン
コンプレックス中のＡＭＰをほぼ定量的に脱離（抽出）
できたことを吸光光度定量することにより確認した。
【００２９】以上のようにして得られたポリイオンコン
プレックスを真空乾燥機で乾燥した後、アンモニウム緩
衝液（ｐＨ＝9.３）中に投入すると、約３０倍に膨張し
膨潤ゲルとなった。
プレックスを真空乾燥機で乾燥した後、アンモニウム緩
衝液（ｐＨ＝9.３）中に投入すると、約３０倍に膨張し
膨潤ゲルとなった。
【００３０】実施例２：ゲルの収縮試験 実施例１で得られた膨潤ゲルにＡＭＰを添加した。対照
として、ＡＭＰ以外に、Ａｄ（アデノシン）、ＤＡＭＰ
（デオキシアデノシン一リン酸）、およびＤＡｄ（デオ
キシアデノシン）も添加した。これらの低分子化合物の
構造式を図４に示す。
として、ＡＭＰ以外に、Ａｄ（アデノシン）、ＤＡＭＰ
（デオキシアデノシン一リン酸）、およびＤＡｄ（デオ
キシアデノシン）も添加した。これらの低分子化合物の
構造式を図４に示す。
【００３１】各低分子化合物を添加した場合のゲルの変
化の様子を図５に示す。図に示すように、ＡＭＰを添加
すると膨潤ゲルは徐々に収縮していった。これに対し、
Ａｄ、ＤＡＭＰ、およびＤＡｄを添加した場合、ほとん
ど収縮は見られなかった。Ａｄはボロン酸基と結合でき
るが、電荷を持たない。ＤＡＭＰは電荷を持っている
が、シス−ジオール部位を持たないため、ボロン酸基と
結合できない。ＤＡｄは電荷およびボロン酸結合部位の
いずれも有さない。このように本発明のポリイオンコン
プレックスから成るゲルはＡＭＰ中で選択的に収縮する
ことが明らかになった。
化の様子を図５に示す。図に示すように、ＡＭＰを添加
すると膨潤ゲルは徐々に収縮していった。これに対し、
Ａｄ、ＤＡＭＰ、およびＤＡｄを添加した場合、ほとん
ど収縮は見られなかった。Ａｄはボロン酸基と結合でき
るが、電荷を持たない。ＤＡＭＰは電荷を持っている
が、シス−ジオール部位を持たないため、ボロン酸基と
結合できない。ＤＡｄは電荷およびボロン酸結合部位の
いずれも有さない。このように本発明のポリイオンコン
プレックスから成るゲルはＡＭＰ中で選択的に収縮する
ことが明らかになった。
【００３２】
【発明の効果】本発明に従えば、ポリカチオンとポリア
ニオンとから構成されるポリイオンコンプレックスを変
性化することにより特定の低分子化合物に応答する機能
性ゲルが得られる。特に、ボロン酸基を含むポリイオン
コンプレックスから成る本発明のゲルは、ＡＭＰまたは
その類縁化合物に応答して膨潤・収縮することができる
ので、この性質を利用して、例えば、ＡＭＰ（またはそ
の類縁化合物）の存否の環境下に応じて薬剤の放出を制
御するＤＤＳ（ドラッグデリバリーシステム）や、ＡＭ
Ｐ（またはその類縁化合物）の分離システムなどに応用
される可能性を有している。
ニオンとから構成されるポリイオンコンプレックスを変
性化することにより特定の低分子化合物に応答する機能
性ゲルが得られる。特に、ボロン酸基を含むポリイオン
コンプレックスから成る本発明のゲルは、ＡＭＰまたは
その類縁化合物に応答して膨潤・収縮することができる
ので、この性質を利用して、例えば、ＡＭＰ（またはそ
の類縁化合物）の存否の環境下に応じて薬剤の放出を制
御するＤＤＳ（ドラッグデリバリーシステム）や、ＡＭ
Ｐ（またはその類縁化合物）の分離システムなどに応用
される可能性を有している。
【図１】本発明のＡＭＰまたはその類縁化合物に応答性
のゲルを製造するのに使用できるポリアニオンの繰り返
し単位の構造式を例示するものである。図中、ｌ、ｍお
よびｎは、ポリマーの繰り返し単位の数を表す整数であ
る。
のゲルを製造するのに使用できるポリアニオンの繰り返
し単位の構造式を例示するものである。図中、ｌ、ｍお
よびｎは、ポリマーの繰り返し単位の数を表す整数であ
る。
【図２】本発明のゲルが対象とするＡＭＰおよびその類
縁化合物の構造式を例示するものである。
縁化合物の構造式を例示するものである。
【図３】本発明のＡＭＰまたはその類縁化合物に応答性
のゲルを製造するのに使用できるポリカチオンの繰り返
し単位の構造式を例示するものである。図中、ｍおよび
ｎは、ポリマーの繰り返しの数を表す整数である。
のゲルを製造するのに使用できるポリカチオンの繰り返
し単位の構造式を例示するものである。図中、ｍおよび
ｎは、ポリマーの繰り返しの数を表す整数である。
【図４】本発明のゲルの収縮試験に用いられた低分子化
合物の構造式を示すものである。
合物の構造式を示すものである。
【図５】本発明のゲルを用いた収縮試験の結果を示すグ
ラフである。
ラフである。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G065 AA01 AB01Y AB02Y AB11Y AB13Y AB14Y AB17Y AB18Y AB22Y AB29Y AB30Y AB40Y BA09 BA20 BB08 BB09 CA14 DA02 FA01 4J100 AA02P AK32Q BA34H BA87H BC43H CA04 CA31 HA33 HA61 HC83 JA50
Claims (5)
- 【請求項１】 ポリカチオン溶液とポリアニオン溶液と
を反応させてポリイオンコンプレックスを生成させるに
当たり、ポリカチオンまたはポリアニオンとして、電荷
を有する低分子と結合可能な官能基を含むものを用い、
その低分子の存在下にポリカチオン溶液とポリアニオン
溶液とを反応させることにより該低分子を結合したポリ
イオンコンプレックスを生成させる工程、 低分子を結合したポリイオンコンプレックスから該低分
子を脱離させる工程、および低分子を脱離させたイオン
コンプレックスを溶媒で膨潤しゲル化する工程を含むこ
とを特徴とする分子応答性ゲルの製造方法。 - 【請求項２】 ポリカチオンとＡＭＰまたはその類縁化
合物を含有するアルカリ性水溶液に、ボロン酸基を有す
るポリアニオンの水溶液を添加することによりＡＭＰま
たはその類縁化合物を結合したポリイオンコンプレック
スから成る沈殿を生成させる工程、 前記ポリイオンコンプレックスの沈殿を乾燥後、酸性水
溶液に浸漬することにより該ポリイオンコンプレックス
からＡＭＰまたはその類縁化合物を脱離させる工程、お
よびＡＭＰまたはその類縁化合物を脱離させたポリイオ
ンコンプレックスを乾燥後、アルカリ性水溶液に浸漬さ
せることにより該ポリイオンコンプレックスを水で膨潤
しゲル化する工程を含むことを特徴とするＡＭＰまたは
その類縁化合物に応答性のゲルの製造方法。 - 【請求項３】 ポリアニオンが下記の式（１）で表され
る繰り返し単位を有するポリマーであり、ポリカチオン
が下記の式（２）で表される繰り返し単位を有するポリ
マーであることを特徴とする請求項１のゲルの製造方
法。 【化１】 【化２】 - 【請求項４】 化学量論的な電荷バランスが崩れたポリ
カチオンとポリアニオンとから構成されるポリイオンコ
ンプレックスが溶媒で膨潤されていることを特徴とする
分子応答性ゲル。 - 【請求項５】 溶媒が水であることを特徴とする請求項
５の分子応答性ゲル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31836798A JP3955160B2 (ja) | 1998-10-21 | 1998-10-21 | ポリイオンコンプレックスから成る分子応答性ゲル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31836798A JP3955160B2 (ja) | 1998-10-21 | 1998-10-21 | ポリイオンコンプレックスから成る分子応答性ゲル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000126585A true JP2000126585A (ja) | 2000-05-09 |
| JP3955160B2 JP3955160B2 (ja) | 2007-08-08 |
Family
ID=18098368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31836798A Expired - Fee Related JP3955160B2 (ja) | 1998-10-21 | 1998-10-21 | ポリイオンコンプレックスから成る分子応答性ゲル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3955160B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6576679B2 (en) | 2000-09-18 | 2003-06-10 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Hydrogel |
| JP2007537249A (ja) * | 2004-05-13 | 2007-12-20 | ウニベルジテート ユートレヒト ホールディング ベーフェー | 荷電ポリマーを含むゲル組成物 |
| WO2010110455A1 (ja) | 2009-03-27 | 2010-09-30 | 国立大学法人 鹿児島大学 | 疎水化ポリアミノ酸からなるポリイオンコンプレックスとその用途 |
| US8697758B2 (en) | 2008-09-24 | 2014-04-15 | National University Corporation Shizuoka University | Urea compound, self-assembly of urea compounds, organogel containing self-assembly, and method for producing organogel |
-
1998
- 1998-10-21 JP JP31836798A patent/JP3955160B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6576679B2 (en) | 2000-09-18 | 2003-06-10 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Hydrogel |
| JP2007537249A (ja) * | 2004-05-13 | 2007-12-20 | ウニベルジテート ユートレヒト ホールディング ベーフェー | 荷電ポリマーを含むゲル組成物 |
| US8697758B2 (en) | 2008-09-24 | 2014-04-15 | National University Corporation Shizuoka University | Urea compound, self-assembly of urea compounds, organogel containing self-assembly, and method for producing organogel |
| WO2010110455A1 (ja) | 2009-03-27 | 2010-09-30 | 国立大学法人 鹿児島大学 | 疎水化ポリアミノ酸からなるポリイオンコンプレックスとその用途 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3955160B2 (ja) | 2007-08-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Andersson et al. | Imprinting of amino acid derivatives in macroporous polymers | |
| Alvarez-Lorenzo et al. | Reversible adsorption of calcium ions by imprinted temperature sensitive gels | |
| JPS61171712A (ja) | 橋かけ重合体およびポリオキシエチレンよりなるグラフト共重合体、その製造法およびその使用 | |
| JP2005089510A5 (ja) | ||
| DE69528363D1 (de) | Neue nukleinsaure-polymer komplexe, verfahren zur deren herstellung und verwendung zur transfektion von zellen | |
| Sharma et al. | Gum ghatti based novel electrically conductive biomaterials: A study of conductivity and surface morphology. | |
| EP0743870A1 (en) | Preparation and application of artificial anti-idiotypic imprints | |
| EP0697906B1 (en) | Artificial receptors, antibodies, and enzymes | |
| CH636628A5 (en) | Process for the preparation of biologically active compounds, and the use thereof | |
| CN108129687B (zh) | 一种表面为磷酰胆碱的仿细胞外层膜结构涂层的制备方法 | |
| JP3955160B2 (ja) | ポリイオンコンプレックスから成る分子応答性ゲル | |
| US3324068A (en) | Plasticized polyelectrolyte gel and method of making same | |
| Yamashita et al. | Two-step imprinting procedure of inter-penetrating polymer network-type stimuli-responsive hydrogel-adsorbents | |
| CN104945579A (zh) | 碳纳米管表面溶菌酶分子印迹聚合物及其制备方法 | |
| Nonaka et al. | Synthesis of amphoteric polymer membranes from epithiopropyl methacrylate–butylmethacrylate–N, N-dimethylaminopropyl acrylamide–methacrylic acid copolymers and the permeation behavior of various solutes through the membranes | |
| JP3905244B2 (ja) | ヌクレオチド応答性ヒドロゲル | |
| US3743628A (en) | Solid phase synthesis of peptides | |
| US6365705B1 (en) | Spiro-ammonium ionomer carboxylates | |
| US4460747A (en) | Surface modified polymers | |
| Denis et al. | Synthesis and sorption properties of a polyampholyte | |
| CN106905554B (zh) | 一种含有氨基的磷酰胆碱聚合物与戊二醛仿生涂层增密的方法 | |
| GB2181367A (en) | A method of manufacturing an electrically conductive layer | |
| CN106883409B (zh) | 一种聚2-巯基-1，3，4-噻二唑纳米颗粒及其合成方法和用途 | |
| DE19627162C1 (de) | In ihrer Konformation fixierte und stabilisierte, kovalent vernetzte Imprint-Polypeptide, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung | |
| JP2559844B2 (ja) | 高分子固体電解質 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20031031 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040203 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20040203 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20040129 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070109 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070312 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070403 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070501 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511 Year of fee payment: 4 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511 Year of fee payment: 4 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511 Year of fee payment: 4 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120511 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130511 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140511 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees | ||
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |