JP2021130814A - ポリマー−環状分子構造体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のナノシートよりも厚みのある擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンを複数有してなる構造体を提供すること。【解決手段】構造体１は、環状分子２０の開口部を串刺し状に包接する鎖状ポリマー１０を備えた擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２を複数有してなり、複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２のうちの少なくとも一部が、互いに直列に並んでいる。【選択図】図２

Description

本発明は、環状分子の開口部を串刺し状に包接する鎖状ポリマーを備えた擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンを複数有してなる構造体及びその製造方法に関する。

厚みが１００ｎｍ以下のナノシートは、近年、薬剤、触媒、光学材料、電極、生体材料などへの応用開発が進んでいる。特許文献１には、シクロデキストリン等の環状分子の開口部が直鎖状分子によって串刺し状に包接されてなる擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンを複数有して成る単離ナノシートであって、前記直鎖状分子は、その一部が、水又は水溶液中で電離する電離基を有する第１の直鎖状分子を有する、単離ナノシートが開示されている。

WO2020/013215

特許文献１に記載されているような、厚み方向に１つの擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン分子が並ぶ単層のナノシートは薄いため、シートの中に薬剤等の物質を多量に含有することができない。このため、環状分子の開口部が鎖状ポリマーによって串刺し状に包接されてなる擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンが、並列に延びるだけでなく、直列にも延びる構造体が設計できれば有利である。

鎖状ポリマーの長さを長くすればシートの厚みを増大させることもできるが、一本の鎖状ポリマーに多数の環状分子を包接しなければならず、そのような擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンの製造は反応に要するエネルギーが大きく、コスト、及び時間がかかる。

本発明が解決すべき課題は、従来のナノシートよりも厚みのある擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンを複数有してなる構造体及びその製造方法を提供することにある。

本発明者らは、上記の課題解決のため鋭意検討した結果、擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンを構成する鎖状ポリマーの両端が複数の環状分子からなる柱状構造すなわちカラムよりも突出せずに収容されるよう鎖状ポリマーの構造を設計したところ、隣り合う擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンの隣り合う環状分子の非共有結合相互作用により複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンを直列に積み重ねられることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明は、以下に記載の実施形態を包含する。
項１．環状分子の開口部を串刺し状に包接する鎖状ポリマーを備えた擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンを複数有してなる構造体であって、
複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンのうちの少なくとも一部が、互いに直列に並んでいる構造体。
項２．前記鎖状ポリマーが一本鎖である項１に記載の構造体。
項３．前記鎖状ポリマーが、１つの鎖状ポリマー当たり３つ以上の環状分子の開口部を串刺し状に包接する項１又は２に記載の構造体。
項４．複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンのうちの少なくとも一部が、互いに並列に並んでいる項１〜３のいずれかに記載の構造体。
項５．鎖状ポリマーに結合されるか、環状分子に結合されるか、複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンの間の空間、１つの環状分子により区画形成される開口部、複数の環状分子により区画形成される空間の内部に保持される物質をさらに含む項１〜４のいずれかに記載の構造体。
項６．前記物質は薬剤、蛍光物質、及び発色酵素からなる群から選択される少なくとも一つである項５に記載の構造体。
項７．前記鎖状ポリマーの長さが１ｎｍ〜２０００ｎｍである項１〜６のいずれかに記載の構造体。
項８．前記鎖状ポリマーがポリエチレングリコール（ＰＥＧ）又はポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）からなる部分を含む項１〜７のいずれかに記載の構造体。
項９．前記環状分子が、シクロデキストリン、クラウンエーテル、ピラーアレン、カリックスアレン、シクロファン、及びこれらの誘導体からなる群から選択される少なくとも一つである項１〜８のいずれかに記載の構造体。
項１０．前記構造体を貫通し、１つの擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンが占める体積よりも大きい空間を占める前記１又は複数の貫通孔が設けられている項１〜９のいずれかに記載の構造体。
項１１．前記構造体は、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかである項１〜１０のいずれかに記載の構造体。
（ａ）鎖状ポリマーの重量平均分子量は２００〜１００００であるロッド状の構造体。
（ｂ）鎖状ポリマーの重量平均分子量が１０００〜２００００であるキューブ状の構造体。
（ｃ）鎖状ポリマー１０の重量平均分子量が２０００〜２０００００であるシート状の構造体。
項１２．環状分子の開口部を串刺し状に包接する鎖状ポリマーを備えた擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンを複数有してなる構造体の製造方法であって、
鎖状ポリマーの両端が複数の環状分子からなるカラムに収容された複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンを相互作用させて、前記複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンのうちの少なくとも一部を互いに直列に配置させる工程を含む方法。

本発明によれば、鎖状ポリマーの軸方向（鎖状ポリマーに包接される環状分子の軸方向）により厚みのある構造体が提供される。また、そのような構造体の製造方法は、エネルギー、コスト又は製造時間が低減されている点で有利である。

（Ａ）環状分子と鎖状ポリマーを示す略図。（Ｂ）擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン単位を示す略図。 複数の擬ポリロタキサンが凝集することにより形成された本発明の一実施形態の構造体の略斜視図。 鎖状ポリマーの分子量と構造体の形状の関係を示す略図。（Ａ）ＰＥＯが短鎖の場合のロッド状の構造体の製造例、（Ｂ）ＰＥＯが（Ａ）より長い場合のキューブ状の構造体の製造例、（Ｃ）ＰＥＯが（Ｂ）よりさらに長い場合のシート状の構造体の製造例、（Ｄ）ＰＥＯが（Ｃ）よりさらに長い場合の単層ナノシート状の構造体の製造例。 （Ａ）分岐したＰＥＯ、（Ｂ）（Ａ）の分岐ＰＥＯを用いた構造体のシートの模式図、（Ｃ）（Ｂ）のシートの連結状態を示す模式図。 （Ａ）−（Ｆ）鎖状ポリマー中の異なる組成の部分（セグメント）に対するγ−ＣＤの化学結合の順序と構造体の形状の関係を示す図。（Ａ）中央の部分がＰＰＯでその両端が０．２ＫのＰＥＯである３つのセグメントを有するトリポリマー、（Ｂ）中央の部分がＰＰＯでその両端が１．１ＫのＰＥＯである３つのセグメントを有するトリポリマー、（Ｃ）中央の部分がＰＰＯでその両端が６．５ＫのＰＥＯである３つのセグメントを有するトリポリマー、（Ｄ）図５（Ａ）の鎖状ポリマーを用いて形成される構造体の模式図（左）と、丸で囲んだ部分の拡大図（右）、（Ｅ）図５（Ｂ）の鎖状ポリマーを用いて形成される構造体の模式図（左）と、丸で囲んだ部分の拡大図（右）、（Ｆ）図５（Ｃ）の鎖状ポリマーを用いて形成される構造体の模式図（左）と、丸で囲んだ部分の拡大図（右）。 （Ａ）鎖状ポリマーがポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）である擬ポリロタキサンの略正面図、（Ｂ）鎖状ポリマーがポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）である擬ポリロタキサンの略正面図、（Ｃ）鎖状ポリマーが一連の環状分子からなるカラムの端から端まで伸びている擬ポリロタキサンの略正面図、（Ｄ）鎖状ポリマーが６つの環状分子からなるカラムの下端を超えて伸びているが上端までは伸びていない擬ポリロタキサンの略正面図、（Ｅ）鎖状ポリマーが６つの環状分子からなるカラムの上端にも下端にも達していない擬ポリロタキサンの略正面図、（Ｆ）鎖状ポリマーを有しない一連の環状分子を示す略正面図。 貫通孔を備えた構造体の特定の実施形態の略斜視図。 （Ａ）ＰＰＲ＿ＥＯ４００の形成における肉眼観察時の写真、（Ｂ）光学顕微鏡観察の写真、（Ｃ）ＳＥＭ観察の写真。 （Ａ）ＰＰＲ＿ＥＯ４００（重量分子量が４００のＰＥＯ）の構造体のＳＥＭ像、（Ｂ）ＰＰＲ＿ＥＯ４ｋ（重量分子量が４０００のＰＥＯ）の構造体のＳＥＭ像、（Ｃ）ＰＰＲ＿ＥＯ６ｋ（重量分子量が６０００のＰＥＯ）の構造体のＳＥＭ像、（Ｄ）ＰＰＲ＿ＥＯ２０ｋ（重量分子量が２００００のＰＥＯ）の構造体のＳＥＭ像。 ＰＰＲ＿ＥＯ４００、ＰＰＲ＿ＥＯ２ｋ、ＰＰＲ＿ＥＯ４ｋ、ＰＰＲ＿ＥＯ６ｋ、及びＰＰＲ＿ＥＯ２０ｋのそれぞれのＷＡＸＳプロファイル。 （Ａ）ＰＰＲ＿ＰＯ４００（重量分子量が４００のＰＰＯ）の構造体のＳＥＭ像、（Ｂ）ＰＰＲ＿ＰＯ２ｋ（重量分子量が２０００のＰＰＯ）の構造体のＳＥＭ像、（Ｃ）ＰＰＲ＿ＰＯ４ｋ（重量分子量が４０００のＰＰＯ）の構造体のＳＥＭ像、 （Ａ）ＰＰＲ＿ＥＯ₄ＰＯ₅₆ＥＯ₄のＳＥＭ像、（Ｂ）ＰＰＲ＿ＥＯ₂₅ＰＯ₅₆ＥＯ₂₅のＳＥＭ像（Ｃ）ＰＰＲ＿ＥＯ₁₄₇ＰＯ₅₆ＥＯ₁₄₇のＳＥＭ像、（Ｄ）ＰＰＲ＿ＥＯ₁₄₇ＰＯ₅₆でのＷＡＸＳプロファイル、（Ｅ）ＰＰＲ＿ＥＯ₁₄₇ＰＯ₅₆のＡＦＭ像と高さプロファイル 貫通孔を有するナノシートの顕微鏡写真。 実施例６のマイクロ構造体の顕微鏡写真。 実施例７のマイクロ構造体の顕微鏡写真。 （Ａ）〜（Ｄ）実施例８のマイクロ構造体の顕微鏡写真。 実施例９の構造体の顕微鏡写真。 実施例１０のマイクロ構造体の顕微鏡写真。 実施例１１のマイクロ構造体の顕微鏡写真。（Ａ）低倍率、（Ｂ）高倍率。スケールバーはそれぞれ長さを示す。 実施例１２の構造体の顕微鏡写真。（Ａ）低倍率、（Ｂ）中倍率（図２０Ａの点線で囲んだ部分を拡大）、（Ｃ）高倍率（図２０Ｂの点線で囲んだ部分を拡大）。スケールバーはそれぞれ長さを示す。 実施例１３の構造体の顕微鏡写真。右上の挿入図は拡大写真である。 実施例１４のマイクロ構造体の顕微鏡写真。（Ａ）位相差顕微鏡、（Ｂ）蛍光顕微鏡。スケールバーはそれぞれ長さを示す。 実施例１５のSkin_β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅構造体の顕微鏡写真。（Ａ）付着前、（Ｂ）付着後。 実施例１５のhair_β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅構造体の顕微鏡写真。（Ａ）付着前、（Ｂ）付着後。 実施例１５のlens_β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅構造体の顕微鏡写真。（Ａ）付着前、（Ｂ）付着後。 実施例１５のeye_ＰＰＲ＿ＥＯ₁₄₇ＰＯ₅₆ＥＯ₁₄₇構造体の顕微鏡写真。 実施例１６のβ−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅の構造体の入射光の波長に対する吸光度。 （Ａ）多孔膜、（Ｂ）ｐоｒｅ−β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅（５ｍＬ）及び（Ｃ）ｐоｒｅ−β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅（２０ｍＬ）のＳＥＭ像。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

本明細書において、ポリマーとは、単量体であるモノマーに由来する繰り返し構造を有する分子からなる化合物を指す。鎖状ポリマーは一本鎖ポリマーであることが好ましいが、環状分子が鎖状ポリマーの上を移動又は回転可能である場合、鎖状ポリマーは主鎖から分岐を有するポリマーであってもよい。

本明細書において、構造体の厚み方向とは、擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン単位の長手方向、換言すると、擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンを構成する鎖状ポリマーの長手方向に沿った方向及び／又は環状分子の軸方向に沿った方向を指す。

本明細書において、構造体の形成の確認は、小角Ｘ線散乱測定、位相差光学顕微鏡観察、原子間力顕微鏡観察、走査型電子顕微鏡観察により行うことができる。

本明細書において、「ポリロタキサン」とは、環状分子と、環状分子の開口部を串刺し状に包接する鎖状ポリマーとからなる分子集合体であって、鎖状ポリマーの両末端に環状分子が鎖状ポリマーから脱離するのを防止する封鎖基を有する分子集合体を指す。「擬ポリロタキサン」とは、環状分子と、環状分子の開口部を串刺し状に包接する鎖状ポリマーとからなる分子集合体であって、鎖状ポリマーの一方の末端だけに上記封鎖基を有するか、又は鎖状ポリマーのいずれの末端にも上記封鎖基を有しない分子集合体を指す。

本明細書において、「シクロデキストリン」とは、Ｄ−グルコースがα−１，４グリコシド結合して環状構造をとる環状オリゴ糖を指す。

本明細書において、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）のうち重量平均分子量が２００００以下のものを互換的にポリエチレングリコール（ＰＥＧ）と称する場合がある。

本明細書において、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）のうち重量平均分子量が２００００以下のものを互換的にポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）と称する場合がある。

図１（Ａ）に環状分子２０と鎖状ポリマー１０を示す。環状分子２０は中空略円錐台形の本体２２と、本体２２により区画形成される開口部２４とを備えている。鎖状ポリマー１０はポリマー本体１２を有し、この例ではポリマー本体１２の片方の端部に電離基又は非電離基からなる修飾基１８を備えている。図１（Ｂ）に、環状分子２０の開口部２４を串刺し状に包接する鎖状ポリマー１０を備えた擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２を示す。この図では、鎖状ポリマー１０は、３つのいずれの環状分子２０の開口部２４の内部にも延びているが、鎖状ポリマー１０の両端１４，１６は開口部６の両端には達しておらず、３つの連なった環状分子２０により区画形成される開口部６に鎖状ポリマー１０の全体が収容された状態にある。

理論に束縛されることを望まないが、図１（Ｂ）に示される擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２において、その中央部分に存在する環状分子２０はカラム状すなわち柱状に凝集し、カラム化して外表面が疎水性になる。このため、複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２１が、疎水性のカラム化した環状分子２０を介して互いに自己組織的に集合し、図２の一実施形態に示すような、構造体１を形成する。このとき、一つの鎖状ポリマー１０に対して複数の環状分子２０が凝集しているため、鎖状ポリマー１０は略直線状に引き伸ばされており、鎖状ポリマー１０上に環状分子２０が存在しない場合に比べて鎖状ポリマー１０間の立体障害が少ない。このため、構造体１内で鎖状ポリマー２４はより高密度に並ぶことができる。構造体１の構成については後で詳しく説明する。

本発明者は、以前に環状分子の開口部を串刺し状に包接する鎖状ポリマーを備えた擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンを複数有してなる単離ナノシートを製造したが、ナノシートの厚み方向に１つの擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンが並ぶ単層のナノシートは薄いため、シートの中に薬剤等の物質を多量に含有することができない等の問題があった。

そこで今回、本発明者は、擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンを構成する鎖状ポリマーの両端が複数の環状分子からなる柱状構造すなわちカラムに収容されるよう鎖状ポリマーの構造を設計したところ、驚くべきことに、隣り合う擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンの隣り合う環状分子の非共有結合相互作用により、複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンを直列に積み重ねられることを見出した。非共有結合相互作用としてはイオン結合、水素結合、ファンデルワールス力等が挙げられるがこれらに限定されない。

さらに、鎖状ポリマーの構造を種々の条件で設計することにより、複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンから構成される構造体の構造の制御を試みた。その結果、鎖状ポリマーの分子量、親水性及び疎水性、トポロジー、ポリマーブロックを変更することにより、構造体の形状を制御することを見出した。

例えば環状分子２０がγ−シクロデキストリン（以下、γ−ＣＤ）、鎖状ポリマー１０がポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）である構造体を用いて説明する。

まず、鎖状ポリマーの分子量の効果に関し、ＰＥＯ軸の長さに対する構造体の結晶成長の依存性を図３（Ａ）−（Ｃ）に要約する。鎖状ポリマー１０がＰＥＯの場合、環状分子２０は鎖状ポリマー１０と二本鎖複合体を形成する。

図３（Ａ）に示すように、鎖状ポリマー１０の分子量が小さく短軸であると、擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２がｃ軸方向すなわち鎖状ポリマー１０の主軸に平行な方向に長く積み重なったロッド状の構造体が形成される。つまり、ｃ軸方向の環状分子２０の結晶成長が、ｃ軸に垂直なａ軸及びｂ軸方向の結晶成長よりも早いことを示している。これに対して、鎖状ポリマー１０の軸が長くなるにつれて、構造体のｃ軸方向の側面長さはより短くなる。これはより長い鎖状ポリマー１０ではｃ軸と比較してａ軸及びｂ軸に沿って環状分子２０の結晶成長が速いことを示している。擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２の長さが短いと、より長い擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２よりも横方向の相互作用が弱く、ｃ軸方向に擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２が延びていくと考えられる。

図３（Ｂ）に示す例では、鎖状ポリマー１０の長さを図３（Ａ）より長くすると、図３（Ａ）よりも横方向の相互作用が大きくなり、ｃ軸方向の長さとａ軸及びｂ軸方向の長さが等しいキューブ状の構造体が形成される。

図３（Ｃ）に示す例では、鎖状ポリマー１０の長さを図３（Ｂ）よりさらに長くすると、ｃ軸方向よりもａ軸及びｂ軸方向に長いシート状の構造体が形成される。

鎖状ポリマー１０の長さを図３（Ｃ）よりさらに長くすると、図３（Ｄ）に示すように、鎖状ポリマー１０が折れ曲がるようになり、鎖状ポリマー１０の屈曲箇所が環状分子２０のｃ軸に沿った結晶成長を妨げ、シート状の構造体が形成される。環状分子２０から鎖状ポリマー１０の屈曲箇所を含む部分が突出する。このように、鎖状ポリマー１０の長さ又は分子量を変更することにより、環状分子２０により形成される構造体の結晶の挙動を制御することができる。

次に、鎖状ポリマー１０の親水性及び疎水性の効果について説明する。環状分子２０をγ−ＣＤ、鎖状ポリマー１０をＰＥＯとしたときは、上述のように分子量の変化に伴い種々の形状の構造体が形成される。これに対し、親水性のＰＥＯの代わりに鎖状ポリマー１０を疎水性のポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）とすると、鎖状ポリマー１０が長くなるにつれてｃ軸方向の長さがａ，ｂ軸方向の長さより大きいロッド状、ｃ軸方向の長さがａ，ｂ軸方向の長さとほぼ等しいキューブ状、ｃ軸方向の長さがａ，ｂ軸方向の長さより小さいシート状、そしてランダム（無秩序）形状へと変化する。このように、鎖状ポリマー１０の親水性及び疎水性も構造体の結晶の挙動に影響を及ぼし得る。

理論に束縛されることを望まないが、上記の現象は、鎖状ポリマー１０が親水性である場合には構造体の表面で水和が起こり構造が安定化するのに対し、鎖状ポリマー１０が疎水性である場合には疎水性凝集がγ−ＣＤの結晶化と競合し、無秩序になると考えられる。

次に、鎖状ポリマー１０のトポロジーの効果について説明する。鎖状ポリマー１０が一本鎖のＰＥＯの場合は、上述のように分子量の変化に伴い種々の形状の構造体が形成される。これに対し、図４（Ａ）分岐部Ｐを有するＰＥＯを鎖状ポリマー１０'として用いると、図４（Ｂ）に示すように、分岐点Ｐが結晶成長を抑制し、均一な厚さのシート状の構造体が形成されるものの、図４（Ｃ）に示すように鎖状ポリマー１０'が橋掛けとなりシート同士が連結するこのように、鎖状ポリマー１０のトポロジーは構造体の結晶の挙動に影響を及ぼし得る。

次に、ポリマーブロックの構成の変更の効果について説明する。例えば図５（Ａ）−（Ｃ）に示す、中央のブロックが分子量３．３ｋ（「ｋ」はキロを指す、以下同様）のＰＰＯ及びその両側のブロックが分子量それぞれ０．２ｋ、１．１ｋ、６．５ｋのＰＥＯであるブロックトリブロックポリマーを鎖状ポリマー１０として使用する。この場合、図５（Ｄ）−（Ｆ）に示すブロック構造体がそれぞれ形成される。いずれの場合も、γ−ＣＤに対する相互作用の強度は、γ−ＣＤとＰＰＯの相互作用の方がγ−ＣＤとＰＥＯの相互作用よりも強く、鎖状ポリマー１０の軸方向の中央にγ−ＣＤが局在化する。これを利用すると、鎖状ポリマーの中央に疎水性のＰＰＯブロックを配置し、両端に親水性のＰＥＯブロックを配置し、ＰＥＯブロックの長さを十分に長くすることで、鎖状ポリマー１０の両端のＰＥＯブロックは複数のγ−ＣＤからなるカラムから突出し、単一の厚さを有する単層シート、つまり厚さ方向に１つの擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン分子が並ぶシートを製造することができる。

ここで、本発明の一実施形態の構造体の構造について説明する。

図２に示すように、本発明の一実施形態の構造体１は、擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２を複数有し、各擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２は、環状分子２０の開口部を串刺し状に包接する鎖状ポリマー１０を備え、複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２のうちの少なくとも一部が、互いに直列に並んでいる。また、複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２のうちの別の一部が、互いに並列に並んでいる。構造体１のシートの厚み方向、該シートの厚み方向に垂直な２つの方向のそれぞれに、複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２が並んでいる。具体的には、この図では２個の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンが直列に並び、１７個×１０個の２個１組の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２が並列に並んでいる。

「擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンを複数有する」とは、擬ポリロタキサンを複数有するか、ポリロタキサンを複数有するか、擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンを少なくとも一つずつ有することを指す。

「複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンが互いに直列に並んでいる」とは、複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンが、それらの環状分子の軸方向に積み重なって並んでいることを指す。互いに直列に並ぶ擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンと、別の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンとは、それらの軸方向が略一致し、それらの環状分子がほぼ一列に並ぶ関係にあることが好ましいが、環状分子の軸方向に環状分子が積み重なって並んでいれば、軸方向と垂直な方向に個々の環状分子の位置が多少ずれていてもよい。

「複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンが互いに並列に並んでいる」とは、複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンが、互いに略平行に並んでいることを指す。互いに並列に並ぶ擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンと、別の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンとは、それらの軸方向が略平行にあることが好ましい。

構造体１のサイズは特に限定されないが、構造体１の結晶のａ軸、ｂ軸、及びｃ軸方向の寸法が、通常、ナノメートル（１ｎｍ以上、１０００ｎｍ未満）又はマイクロメートル（１μｍ以上、１０００μｍ未満）のオーダーである。構造体１の粒子サイズにより体内での薬物動態挙動が異なる。例えば、≧２ｍｍで肝臓細胞に取り込まれ、≧３００〜４００ｎｍでマクロファージにより捕捉・排出され、≧２００ｎｍ脾臓にて処理され、≧１００ｎｍ血管内皮細胞間を通過する。このため、目的に応じて構造体１のサイズを選択し、構造体１を設計することができる。なお、ａ軸、ｂ軸、及びｃ軸のうちの少なくとも一つに沿った寸法が１μｍ以上である構造体１を本明細書では「マイクロ構造体」と称する場合がある。

構造体１は、ｃ軸方向の長さがａ，ｂ軸方向の長さより大きいロッド状、ｃ軸方向の長さがａ，ｂ軸方向の長さとほぼ等しいキューブ状、ｃ軸方向の長さがａ，ｂ軸方向の長さより小さいシート状の形状をとり得る。また、構造体１がシート状の場合、平面視したときのシートの形は略正方形、略直方形、ひし形、多角形（辺の数は３、４、５、６、又はそれ以上）であり得る。さらに、構造体１は、テント状すなわち中空の角錐状、多面体状、柱状（角柱状又は円柱状；中実又は中空であるものを含む）、球状（中実又は中空であるものを含む）の形状をとり得る。図２はシート状の構造体１の例である。

構造体１がロッド状の場合、厚み（ｃ軸方向の長さ）は好ましくは１００ｎｍ以上、より好ましくは１００ｎｍ〜１０００μｍ、さらに好ましくは２００ｎｍ〜１００μｍであり、ａ軸及びｂ軸方向のそれぞれの長さは好ましくは５０ｎｍ以上、より好ましくは５０ｎｍ〜１００μｍ、さらに好ましくは１００ｎｍ〜１０μｍである。

構造体１がキューブ状の場合、厚み（ｃ軸方向の長さ）及びａ軸並びにｂ軸方向のそれぞれの長さは好ましくは５０ｎｍ以上、より好ましくは５０ｎｍ〜１０００μｍ、さらに好ましくは１００ｎｍ〜１００μｍである。

構造体１がシート状の場合、厚み（ｃ軸方向の長さ）は好ましくは５０ｎｍ以上、より好ましくは５０ｎｍ〜１００μｍ、さらに好ましくは１００ｎｍ〜１０μｍであり、ａ軸及びｂ軸方向のそれぞれの長さは好ましくは１００ｎｍ以上、より好ましくは１００ｎｍ〜１０００μｍ、さらに好ましくは２００ｎｍ〜１００μｍである。

各擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２の複数の環状分子２０の中には、１本の鎖状ポリマー１０が収容されてもよいし、複数（例えば２本）の鎖状ポリマー１０が収容されてもよい。

鎖状ポリマー１０が直鎖であっても分岐を有していてもよいが、構造体の構造を制御し、構造体１同士の連結を防止するために、鎖状ポリマー１０は一本鎖であることが好ましい。一つの好ましい実施形態では、構造体１の各擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２を構成する複数の鎖状ポリマー１０はすべて一本鎖である。別の好ましい実施形態では、構造体１の各擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２を構成する複数の鎖状ポリマー１０の一部は一本鎖であり、残りの一部は分岐鎖である。

擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２が封鎖基を有する場合、封鎖基としてはジニトロフェニル基、シクロデキストリン、アダマンタン基、トリチル基、フルオレセイン、ピレン等が挙げられるがこれらに限定されない。封鎖基を鎖状ポリマーに導入する方法は公知であり、例えばHarada et al., Nature, 1992, 356, 325-327の記載の方法を参照することができる。

鎖状ポリマー１０は、モノマーに由来する繰り返し構造を有し、かかる繰り返し構造を形成する骨格として、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ（メタ）アクリル酸；セルロース；カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等の改変セルロース；ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリテトラヒドロフラン、ポリビニルアセタール、ポリビニルメチルエーテル、ポリアミン、ポリエチレンイミン、カゼイン、ゼラチン、でんぷん；ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン、エチレン又はプロピレン等のオレフィンとその他のオレフィンとの共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリメチルメタクリレート、（メタ）アクリル酸エステル共重合体、アクリルニトリル−メチルアクリレート共重合体、ポリカーボネート、ポリウレタン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリイソブチレン、ポリアニリン、ナイロン等のポリアミド、ポリイミド；ポリイソプレン、ポリブタジエン等のポリジエン；ポリシロキサン、ポリスルホン、ポリイミン、ポリ無水酢酸、ポリ尿素、ポリスルフィド、ポリフォスファゼン、ポリケトン、ポリフェニレン、並びにこれらの誘導体からなる群から選ばれることができる。

環状分子２０との相互作用の点で、鎖状ポリマー１０の繰り返し構造は、例えばポリエチレングリコール、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリプロピレングリコール、ポリテトラヒドロフラン、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、及びポリビニルメチルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましく、ポリエチレンオキシド及びポリプロピレンオキシドからなる群から選ばれる少なくとも１種であることがより好ましい。

鎖状ポリマー１０の重量平均分子量は限定されないが、２００〜２０００００であることが好ましく、２００〜５００００であることが好ましく、２００〜２００００であることがさらに好ましい。

構造体１がロッド状の場合、鎖状ポリマー１０の重量平均分子量は２００〜１００００であることが好ましく、２００〜２０００であることが好ましく、２００〜１０００であることがさらに好ましい。

構造体１がキューブ状の場合、鎖状ポリマー１０の重量平均分子量は１０００〜２００００であることが好ましく、２０００〜１００００であることが好ましく、２０００〜６０００であることがさらに好ましい。

構造体１がシートの場合、鎖状ポリマー１０の重量平均分子量は２０００〜２０００００であることが好ましく、４０００〜１０００００であることが好ましく、６０００〜５００００であることがさらに好ましい。

一つの好ましい実施形態では、鎖状ポリマー１０は水溶性であり、そのような例として、ポリエチレンオキシド（ポリエチレングリコール）、ポリプロピレンオキシド（ポリプロピレングリコール）、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリルアミド、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース誘導体、及びポリビニルピロリドンからなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられ、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールからなる群から選ばれる少なくとも１種であることがより好ましい。

水溶性の鎖状ポリマー１０の重量平均分子量は２００〜２０００００であることが好ましく、２００〜５００００であることが好ましく、２００〜２００００であることがさらに好ましい。

鎖状ポリマー１０は１種類のモノマーの重合により形成された部位を有するか、かかる部位のみからなるポリマーでもよいし、２種類のモノマーの重合により形成されたコポリマーを有するか、かかるコポリマーの部位のみからなるポリマーでもよいし、３種類のモノマーの重合により形成されたターポリマーを有するか、かかるターポリマーの部位のみからなるポリマーでもよい。これらの部位の例としては繰り返し構造を形成する骨格として上述した例が挙げられる。特に、これらの部位の例として、ポリエチレングリコール、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリプロピレングリコール、ポリテトラヒドロフラン、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、及びポリビニルメチルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられるが、これらに限定されない。

鎖状ポリマー１０は、２つのブロックを備えるブロックコポリマーとすることができる。また、鎖状ポリマー１０は、３つのブロックを備えるブロックコポリマーとすることができる。鎖状ポリマー１０の両端が複数の環状分子２０からなるカラムに収容されている場合、隣り合う擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンの隣り合う環状分子２０が非共有結合相互作用により直列に並ぶことが出来る。鎖状ポリマー１０の両端が複数の環状分子２０からなるカラムに収容されるためには、鎖状ポリマー１０の両端に親水性のＰＥＯブロックを配置しないか、あるいは親水性のＰＥＯブロックを配置したとしてもその長さが０．２０ｎｍ以下であることが好ましい。

鎖状ポリマー１０の好ましい例としては、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）からなる単一ブロックのポリマー、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）からなるブロックと、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）からなるブロックとからなるジブロックのポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）からなるブロックと、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）からなるブロックと、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）からなるブロックとをこの順に有するトリブロックコポリマー等が挙げられるがこれらに限定されない。ＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯからなるトリブロックポリマーは、ＰＰＯの方がＰＥＯよりも疎水性が高く、ＰＰＯ上に環状分子がより選択的に整列して包接される点で好ましい。

ブロックポリマーの各ブロックは、１つのモノマー由来の繰り返し単位のみからなることが好ましいが、ある繰り返しと単位と次の繰り返し単位との間に第１のスペーサ基を有してもよい。また、隣接するブロック間に、第１のスペーサ基と同じであっても異なっていてもよい第２のスペーサ基を有していてもよい。

第１及び／又は第２のスペーサ基としては、例えば炭素数１〜２０の直鎖又は分岐鎖のアルキル基、炭素数１〜２０の直鎖又は分岐鎖のエーテル基、炭素数１〜２０の直鎖又は分岐鎖のエーテル、炭素数１〜２０の直鎖又は分岐鎖のエステル、炭素数６〜２４の芳香族基、例えばフェニル基等が挙げられるが、これらに限定されない。

環状分子２０の開口部が鎖状ポリマー１０に貫通された状態で保持されている場合、環状分子２０は鎖状ポリマー１０のどの部位に包接されていてもよく、１種類のモノマーの重合により形成された鎖状ポリマー１０に包接されてもよいし、ブロックコポリマーの２つの部位のうちの１つの部位に包接されてもよいし、ブロックコポリマーの３つの部位のうちの１つの部位、特に３つの部位のうちの中間の部位に包接されてもよい。

鎖状ポリマー１０がブロックコポリマーである場合、環状分子２０が鎖状ポリマー１０を包接する部位は、その鎖長が環状分子２０の厚さよりも長いことが好ましい。ここで、環状分子２０の厚さとは、図１（Ａ）及び（Ｂ）に模式的に示すと、環状分子２０の厚さとは、環状分子２０の中心軸Ａｘに沿った厚さＴを指す。環状分子２０が鎖状ポリマー１０を包接する部位は、１種類のモノマーの重合体からなる部位、ブロックコポリマーの２部位のうちの１つの部位、又はブロックコポリマーの３つの部位のうちの１つの部位である。

鎖状ポリマー１０は、水又は水溶液中で電離する電離基を有してもよい。一つの好ましい実施形態では、鎖状ポリマー１０の少なくとも一方の末端又はその近傍に電離基を有する。別の好ましい実施形態では、鎖状ポリマー１０の少なくとも一方の末端に電離基を有する。別の好ましい実施形態では、鎖状ポリマー１０の両方の末端に電離基を有する。

電離基の例としては、カルボキシル基(電離すると−ＣＯＯ^-になる)、アミノ基(電離すると−ＮＨ³⁺になる)、スルホ基、リン酸基、塩化トリメチルアミノ基、塩化トリエチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、メチルアミノ基、エチルアミノ基、ピロリジン基、ピロール基、エチレンイミン基、ピぺリジン基、ピリジン基、ピリリウムイオン基、チオピリリウムイオン基、ヘキサメチレンイミン基、アザトロピリレン基、イミダゾール基、ピラゾール基、オキサゾール基、チアゾール基、イミダゾリン基、モルホリン基、チアジン基、トリアゾール基、テトラゾール基、ピリダジン基、ピリミジン基、ピラジン基、インドール基、ベンゾイミダゾール基、プリン基、ベンゾトリアゾール基、キノリン基、キナゾリン基、キノキサリン基、プテリジン基、カルバゾール基、ポルフィリン基、クロリン基、コリン基、アデニン基、グアニン基、シトシン基、チミン基、ウラシル基、解離したチオール基、解離したヒドロキシ基、アジ基、ピリジン基、カルバミン酸、グアニジン、スルフェン、尿素、チオ尿素、過酸、これらの誘導体、及びこれらの類似体から成る群から選ばれる少なくとも１種が挙げられるがこれらに限定されない。

電離基は好ましくはカルボキシル基、アミノ基、スルホ基、リン酸基、塩化トリメチルアミノ基、及びジメチルアミノ基から成る群から選ばれる少なくとも１種であり、より好ましくはカルボキシル基、アミノ基、塩化トリメチルアミノ基、及びジメチルアミノ基から成る群から選ばれる少なくとも１種である。

電離基の代わりに、鎖状ポリマー１０は、非電離基を有してもよい。鎖状ポリマーへの電離基又は非電離基の導入には従来公知の方法を用いることができる。

非電離基の例としては、イソプロピル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ネオペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、3-ペンチル基、tert-ペンチル基、シクロペンチル基、ペンテン基、ヘキシル基、ヘキセン基、ヘプチル基、ヘプテン基、オクチル基、オクテン基、ノニル基、ノネン基、デシル基、デセン基、ウンデシル基、ウンデセン基、ドデシル基、ドデセン基、トリデシル基、トリデセン基、テトラデシル基、テトラデセン基、ペンタデシル基、ペンタデセン基、ヘキサデシル基、ヘキサデセン基、ヘプタデシル基、ヘプタデセン基、オクタデシル基、オクタデセン基、ノナデシル基、ノナデセン基、エイコシル基、エイコセン基、テトラコシル基、テトラコセン基、トリアコンチル基、トリアコンテン基、及びそれらの異性体；4-tert-ブチルベンゼンスルホニル基、2-メシチレンスルホニル基、メタンスルホニル基、2-ニトロベンゼンスルホニル基、4-ニトロベンゼンスルホニル基、ペンタフルオロベンゼンスルホニル基、2,4,6-トリイソプロピルベンゼンスルホニル基、p-トルエンスルホニル基、電離していないヒドロキシ基、ヘプタフルオロブチロイル基、ピバロイル基、パーフルオロベンゾイル基、電離していないアミノ基（−ＮＨ₂）、電離していないカルボキシル基(−ＣＯＯＨ)、及びイソバレリル基から成る群から選ばれる少なくとも１種が挙げられるがこれらに限定されない。

非電離基は好ましくは電離していないヒドロキシ基、ヘプタフルオロブチロイル基、パーフルオロベンゾイル基、及びイソバレリル基から成る群から選ばれる少なくとも１種であり、より好ましくはパーフルオロベンゾイル基及びイソバレリル基から成る群から選ばれる少なくとも１種である。

環状分子２０としては、シクロデキストリン（例えばα−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン）、クラウンエーテル、ピラーアレン、カリックスアレン、シクロファン、ククルビットウリル、及びこれらの誘導体等が挙げられるが、これらに限定されない。誘導体としてはメチル化α−シクロデキストリン、メチル化β−シクロデキストリン、メチル化γ−シクロデキストリン、ヒドロキシプロピル化α−シクロデキストリン、ヒドロキシプロピル化β−シクロデキストリン、ヒドロキシプロピル化γ−シクロデキストリン等が挙げられるが、これらに限定されない。

構造体１は一種類の環状分子２０を備えてもよいし、二種以上の環状分子２０を備えてもよい。例えば構造体１が二種以上の環状分子２０を備える場合、上記に列挙された化合物のうちの一つである第１の環状分子と、上記に列挙された化合物のうちの一つであって、第１の環状分子とは異なる第２の環状分子とを備え得る。

本明細書において、擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２に含まれる環状分子２０の割合を包接率という。

規定包接率とは、擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２に含まれる鎖状ポリマー１０及び環状分子２０から算術的に規定される包接率を指し、具体的には鎖状ポリマー１０の長さと環状分子２０の厚みＴから規定される。

規定包接率の計算方法を、鎖状ポリマー１０としてポリエチレングリコールを用い、環状分子としてα−シクロデキストリンを使用した場合で説明する。

ポリエチレングリコールの繰り返し単位２つ分がα−シクロデキストリンの厚さと同じであることが分子モデル計算から知られている。従って、α−シクロデキストリンのモルと、ポリエチレングリコールの繰り返し単位との比を１：２にしたときの規定包接率を１００％とする。

擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２に含まれる環状分子２４の割合である包接率は、得られた構造体の分散液の小角Ｘ線散乱（ＳＡＸＳ）測定により求めることができる。

擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２の包接率は、規定包接率を１００％とするとき、１〜１００％であることが好ましく、５〜１００％であることがより好ましく、１０〜１００％であることがさらに好ましく、２０〜１００％であることが最も好ましい。

一つの好ましい実施形態では、構造体における環状分子２０の高い占有率を確保するために、鎖状ポリマー１０は、１つの鎖状ポリマー当たり３つ以上の環状分子２０の開口部を串刺し状に包接する。

図２に戻ると、本発明の実施形態の構造体１を形成できる限り、構造体１は擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２以外の成分、すなわち上記環状分子２０及び該環状分子２０の開口部２４を串刺し状に包接する上記鎖状ポリマー１０以外の追加の物質３０（図６（Ｆ）参照）をさらに有してもよい。そのような物質３０としては、環状分子２０に包接される第１の物質、環状分子２０に包接されない第２の物質、又はそれらの両方が挙げられる。

第１の物質の例としては、薬剤、蛍光物質、発色酵素等が挙げられる。

上記薬剤としては、抗腫瘍剤、抗高血圧剤、抗低血圧剤、抗精神病剤、鎮痛剤、抗鬱剤、抗躁剤、抗不安剤、鎮静剤、抗認知症薬、催眠剤、抗癲癇剤、喘息治療剤、麻酔剤、抗不整脈剤、関節炎治療剤、鎮痙剤、ＡＣＥインヒビター、鬱血除去剤、抗生物質、抗狭心症剤、利尿剤、抗パーキンソン病剤、気管支拡張剤、抗利尿剤、利尿剤、抗高脂血症剤、免疫抑制剤、免疫調節剤、制吐剤、抗感染症剤、抗新生物剤、抗真菌剤、抗ウイルス剤、抗糖尿病剤、抗アレルギー剤、解熱剤、抗痛風剤、抗ヒスタミン剤、止痒剤、骨調節剤、心血管剤、コレステロール低下剤、抗マラリア剤、鎮咳剤、去痰剤、粘液溶解剤、ドーパミン作動剤、消化管用薬剤、筋弛緩剤、神経筋遮断剤、副交感神経作動剤、興奮薬、食欲抑制剤、甲状腺剤又は抗甲状腺剤、ホルモン、抗偏頭痛剤、抗肥満剤、抗炎症剤、腎疾患用剤、泌尿器剤、眼科用剤、皮膚科用剤、歯科・口腔用剤などが挙げられるがこれらに限定されない。
環状分子２０への包接の容易さの点で好ましい薬剤としては、例えばステロイド（特にはシクロペンタヒドロフェナントレンの基本骨格を有する化合物）、アントラサイクリン、含フッ素ヌクレオシドが挙げられる。
上記薬剤としては、ヒドロコルチゾン、スピロノラクトン、クロフィブラート、ナプロキセン、アデニンアラビノシド、アデノシン、イブプロフェン、ヒドロクロロチアジド、アセチルサリチル酸、サリチル酸メチル、アダマンタン、アゾベンゼン、アントラセン、ピレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアニリン、ローダミン、ナイルレッド、エテンザミド、酢酸プレドニゾロン、レバミピド、サルブタモール、フルルビプロフェン、ベクロメタゾン、ピロキシカム、ケトプロフェン、チモプトール、ドルゾラミド、ドキソルビシン、イソプロピルウノプロストン、ジフェニルヒドラミン、ジフェニルヒドラミン、ヒドロキシジン、セチリジン、クロロフェニラミン、エピナスチン、レボカバスチン、レボフロキサシン、ラタノプロスト、ビマトプロスト、タフルプロスト、チモロール、ｂＦＧＦ（塩基性線維芽細胞成長因子：basic fibroblast growth factor）、カルボプラチン、シスプラチン、テガフール、ネダプラチン、パクリタキセル、ピラルビシン、５−フルオロウラシル、ブレオマイシン、マイトマイシン、サリチル酸、フルビプロフェン、デキサメタゾン、シタラビン、ニムスチン、ダカルバジン、ドセタキセル、アンフォテリシン、ピロキシカム、パンクラチスタチン、フェニトイン、アデニンアラビノシド、アデノシン、ジアゼパム、ハイドロクロロチアジド、ダウノルビシン、アステミゾール、ベクロメタゾン、ベクロメタゾン、ベタメタゾン、ベンダザック、ブロマゼパム、セレコキシブ、クロロジアゼポキシド、クロバゼム、クロナゼパム、コエンザイムＱ１０、コルチゾン、クルクミン、シプロテロンアセテート、フルオシノロンアセテート、フルラゼパム、フルタミド、インドメタシン、ケトチフェン、ロラタジン、ロラゼパム、メダゼパム、メロキシパム、ナタマイシン、ニメスリド、ニメタゼパム、ニトラゼパム、ナイスタチン、プレドニゾロン、プロゲストロン、リスペリドン、サルブタモール、シルデナフィル、テルミサルタン、テストステロン、トリアムシノロン、フェルビナク、副腎エキス・ヘパリン類似物質、ロキソプロフェンナトリウム水和物、ジクロフェナクナトリウム、ケトプロフェン、プレドニゾロン酢酸エステル、フルオシノロン、ロテプレデノール、ジフルプレドナート、トリアムシノロン、リメキソロン、デキサメタゾン、フルオロメトロン、メタスルホ安息香酸エステルナトリウム、ベタメタゾンリン酸エステルナトリウム、デキサメタゾンリン酸エステルナトリウム、セフメノキシム、オフロキサシン、クロラムフェニコール、ドネペジル；上記化合物のいずれかの医薬として許容される塩（例えばサルブタモール硫酸塩、ドキソルビシン塩酸塩、ニムスチン塩酸塩、ドルゾラミド塩酸塩、ニルヒドラミン塩酸塩、ヒドロキシジン塩酸塩、セチリジン塩酸塩、クロロフェニラミンマレイン酸塩、エピナスチン塩酸塩、レボカバスチン塩酸塩、チモロールマレイン酸塩、ベクロメタゾン塩酸塩、セフメノキシム塩酸塩、ドネペジル塩酸塩）等が挙げられるがこれらに限定されない。

上記蛍光物質としては、ローダミン、ナイルレッド、ポリＬ−リジン−フルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）、ウラニン、クマリン、Ｃｙ２、Ｃｙ３、Ｃｙ５等が挙げられるがこれらに限定されない。

上記発色酵素としては、ホースラディッシュペルオキシダーゼ（ＨＲＰ）、アルカリホスファターゼ、β−ガラクトシダーゼ、グルコースオキシダーゼ、ルシフェラーゼ等が挙げられるがこれらに限定されない。

第２の物質の例としては、環状分子２０に包接されない高分子が挙げられる。

上記環状分子２０に包接されない高分子としては、ポリスチレン、ポリビニルピリジン、ポリピリジン、ポリフェニレン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリシラン、ポリシロキサン等のポリマー；ＤＮＡ、５０個以上のアミノ酸が結合したタンパク質等の生体高分子；５０個未満のアミノ酸が結合したペプチド等の生体分子；シリカナノ粒子、酸化チタンナノ粒子、シリコンナノ粒子などの無機ナノ材料；フラーレン、カーボンナノチューブ、グラフェン、グラファイト、カーボン量子ドットなどのカーボン材料；金ナノ粒子、ペロブスカイト量子ドット、ＣｄＳｅＳ／ＺｎＳ量子ドット、酸化鉄ナノ粒子、ナノダイヤモンドなどの金属・無機ナノ粒子；フィブロネクチン、コラーゲン、カドヘリン、インテグリン、ラミニン、フィブリノゲン、ポリリジンなどの細胞接着分子が挙げられるがこれらに限定されない。

物質３０は、鎖状ポリマー１０に結合されるか、環状分子２０に結合されるか、複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２の間（すなわち擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンからなる柱状構造であるカラムが複数、特には２つ、３つ、又は４つある場合に、それらの間）の空間４に保持されるか（図２に図示）、１つの環状分子２０により区画形成される開口部２４に収容されるか（図１（Ｂ）に図示）、又は複数の環状分子２０が区画形成する空間６（図１（Ｂ）、図２に図示）に収容され得る。上記物質３０が鎖状ポリマー１０に結合される場合、鎖状ポリマー１０の両端又は一端又はその付近に結合されることが好ましいが、鎖状ポリマー１０の別の部位に結合されてもよい。また、複数の環状分子２０が区画形成する空間６には、物質３０を収容する点では鎖状ポリマー１０が収容されていないことが好ましいが、鎖状ポリマー１０を始めとする物質３０以外の分子が収容されていてもよい。

複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２の間の空間４の大きさ、１つの環状分子２０により区画形成される開口部２４の大きさ、及び複数の環状分子２０が区画形成する空間６の大きさは、鎖状ポリマー１０の長さ、鎖状ポリマー１０の親水性及び疎水性、環状分子２０の種類等を変更することにより適宜変更することができるため、収容したい物質３０のサイズに応じて、空間４の大きさ、開口部２４の大きさ、及び／又は空間６の大きさを適宜変更すればよい。

本発明の実施形態の構造体１は、従来の単層ナノシートよりも厚みがあるため、一つの構造体により大量の薬剤等の物質３０を取り込むことができる。このため、本発明の実施形態の構造体１は、薬剤のビヒクルとして機能し、薬剤の徐放時間の長期化を可能とし得る。

さらに、本発明の実施形態の構造体１は、生体安全性の高い分子から構成されているため、生体内で利用するのに適している。

また、本発明の実施形態の構造体１は、短い鎖状ポリマー１０を原料として製造することにより、より速く製造することができ、エネルギー、コストも低減することができる。

なお、図６（Ａ）−（Ｆ）に示すように、構造体１中の鎖状ポリマー１０及び環状分子２０は、構造体１の集合体としての構造を維持している限り構造体１の意図される機能を発揮できる範囲で種々の構成をとり得る。
例えば、図６（Ａ）では複数（図では６つ）の環状分子２０がカラムを構成し、環状分子２０の開口部２４が連なって形成される空間６の内部に一本の鎖状ポリマー１０が収容されており、一本の鎖状ポリマー１０は複数の環状分子２０の開口部２４にわたって延びてはいるが、鎖状ポリマー１０の両端が複数の環状分子２０からなるカラムの両端に届かず、空間６に収容されている。なお、複数の環状分子２０からなるカラムは、複数の環状分子２０からなる積み重ね即ちスタックと称することもできる。環状分子２０の開口部２４又は複数の環状分子２０により形成された空間６には、物質３０が収容されていてもよいし、収容されていなくてもよい。

図６（Ｂ）では空間６の内部に二本の鎖状ポリマー１０が収容されており、二本の鎖状ポリマー１０は複数の環状分子２０の開口部２４に跨って延び、鎖状ポリマー１０の両端が複数の環状分子２０からなるカラムの両端に届き、一つの擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２を構成する複数の環状分子２０の合計の高さが、ポリマー１０の全長にほぼ対応している。

図６（Ｃ）では鎖状ポリマー１０の両端が、環状分子２０から外へわずかに出ている。鎖状ポリマー１０の本体１２の一端には修飾基１８を備えている。

図６（Ｄ）では鎖状ポリマー１０の一端１４が空間６に収容され、もう一端１６が、環状分子２０から外へわずかに出ている。

図６（Ｅ）では空間６に一本の鎖状ポリマー１０が収容されており、かかる鎖状ポリマー１０は４つの環状分子２０の開口部２４に延びてはいるが、一番上と一番下の環状分子２０の環状分子２０の開口部２４には伸びていない。つまり、鎖状ポリマー１０の長さが短く、空間６の長さ（つまり複数の環状分子２０の合計高さ）の半分又はそれ以下である。

図６（Ｆ）は複数の環状分子２０からなるカラムのみで、鎖状ポリマー１０を有しない。この実施形態では、複数の環状分子２０により形成された空間６に物質３０が収容されている。

一つの好ましい実施形態では、構造体１中の複数の環状分子２０からなるカラムの各々は、すべて鎖状ポリマー１０を備えている。別の好ましい実施形態では、構造体１中の複数の環状分子２０のカラムのうち、一部のカラムは鎖状ポリマー１０を備え、残りの一部のカラムは鎖状ポリマー１０を備えていない。

上述したように、空間４の大きさ、開口部２４の大きさ、及び／又は空間６の大きさは、収容したい物質３０のサイズに応じて適宜設計し、調整することができる。また、構造体１中のこれらの空間４、開口部２４の大きさ、及び／又は空間６の大きさの占有率も適宜設計し、調整することができる。このため、例えば物質３０が薬剤の場合に、薬剤を構造体１の空間４、開口部２４、及び／又は空間６に所望の量で収容し、構造体１を薬物封入体又は薬物放出制御担体として機能させることができる。
構造体１中の物質３０の量は、吸光度測定により測定することができる。例えば、既知の濃度の物質３０の溶媒に溶解した溶液の、所定波長における物質濃度−吸光度の検量線を予め測定しておく。所定量の構造体１を同じ溶媒に溶解させ、吸光度を測定し、所定波長の吸光度値を求める。求めた吸光度値と検量線から物質の濃度を算出し、構造体１中の物質３０の量を算出する。ある実施形態では、構造体１中の物質３０の量が０．０００１質量％以上であり、より特定的には０．００１〜１１質量％であり得るが、これに限定されない。構造体１中の物質３０或いは構造体１に封入される物質３０という場合、物質３０は、環状分子２０により区画形成される空間内６に収容される物質、環状分子２０に包接されず、複数の環状分子２０の間に存在する物質３０、環状分子２０に包接されず、複数の環状分子２０の間ではなく構造体１の外表面に付着する物質３０を包含する。

本発明の好ましい構造体１は、固体基材への接着性に優れている。固体基材は非生物の固体基材であってもよいし、生物体であってもよい。基材のうち板状のものを基板と称する。非生物の固体基材の例としては、無機材料からなる固体基材と有機材料からなる固体基材が挙げられる。無機材料からなる固体基材としてはガラス、金属、金属酸化物、シリコン、石英、ジルコニア等が挙げられるがこれらに限定されない。有機材料からなる固体基材の例としては合成樹脂、生体高分子等が挙げられるがこれに限定されない。
生物体としては生物組織の一部等が挙げられる。

また、構造体１を物質３０の封入体又は放出制御担体として、医薬のみならず、生体イメージング、食品、化粧品、工業化学等の分野で広く使用することができる。本発明の実施形態の構造体１は、薬物送達材料、生体イメージングの試薬、食品分子（特に匂い分子等の揮発性分子）のマスキング材料、ヘアケア材、コーティング材料、塗料、接着剤、創傷治癒材料、人工生体代替材料、パッケージ材料、ゴム材料、マウスウォッシュなどの口腔ケア材料、サプリメント用基剤、高機能飲料、細胞や藻類などの凝集制御材料等として広範な分野に応用される。

図７に示すように、一つの特定の実施形態では、構造体１は、図２に示した実施形態の基本構造を備えるとともに、構造体１を貫通する１又は複数の貫通孔８（図では１つ）をさらに有する。各貫通孔８の大きさは限定されないが、１つの擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２が占める体積よりも大きな空間を占めることが好ましい。当該１つの擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２は、構造体１中のどの擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン２であってもよいが、例えば最も体積が大きい擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンである。貫通孔１は、本発明の実施形態の構造体１を基板に付着させ、一定温度の水又は水溶液で一定時間で洗浄することにより形成することが出来る。洗浄温度は限定されないが例えば５〜４５℃であり、好ましくは１５〜３０℃である。洗浄時間は限定されないが、例えば１０〜６０秒である。

次に構造体１の製造方法について説明する。

発明の実施形態の構造体の製造方法I及びIIを提供する。
＜製造方法I＞
該製造方法Iは、
ａ）鎖状ポリマー１０を準備する工程;
ｂ）環状分子２０を準備する工程;及び
ｃ）前記鎖状ポリマー１０と前記環状分子２０とを水又は水溶液中で混合させる工程;を含み、かかる製造方法により、環状分子２０の開口部が鎖状ポリマー１０によって串刺し状に包接されてなる擬ポリロタキサンを複数有して成り、複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンのうちの少なくとも一部が、互いに直列に並んでいる構造体を得ることができる。

工程ｃ）において、鎖状ポリマーの両端が複数の環状分子からなるカラムに収容された複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンが相互作用して、複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンのうちの少なくとも一部が互いに直列に並べられる。

なお、「鎖状ポリマー１０」、「環状分子２０」は上述したとおりである。

＜工程ａ）＞
工程ａ）は、鎖状ポリマー１０を有する鎖状ポリマー１０を準備する工程である。

ここで、鎖状ポリマー１０は、市販のものを購入しても、調製してもよい。「鎖状ポリマー１０」を調製する場合、以下の文献１〜４などに記載されている方法により得ることができる。
文献１:Hillmyer，M. A. et al.，Macromolecules 1996，29(22) 6994-7002.文献２:Ding，J. F. et al.，Eur Polym J 1991，27(9)，901-905.文献３:Allegaier, J. et al., Macromolecules 2007, 40(3), 518-525.文献４:Malik, M. I. et al., Eur Po.ym J 2009，45(3), 899-910.

＜工程ｂ）＞
工程ｂ）は、環状分子２０を準備する工程である。

この工程は、市販の環状分子を購入しても、調製してもよい。誘導体を調製する場合、例えば文献５: Khan, A. R. et al., Chem Rev 1998, 98(5), 1977-1996などに記載されている方法により得ることができる。

なお、工程ｂ）は、工程ｃ）よりも前に設ければよい。即ち、工程ｂ）は、工程ａ）の後に設ける必要はなく、工程ａ）とｂ）とは別途に行うことができる。

＜工程ｃ）＞
工程ｃ）は、鎖状ポリマー１０と環状分子２０とを水又は水溶液中で混合させる工程である。水又は水溶液として、環状分子２０、鎖状ポリマー１０の少なくともどちらか一方が溶解する溶媒であれば、特に限定されない。

工程ｃ）で用いる水又は水溶液として、具体的には、純水、アルコール水溶液、酸水溶液、アルカリ水溶液、緩衝液、培養液、血柴などを挙げることができるが、これらに限定されない。

上記工程ａ）〜ｃ）を有することにより、上述の構造体を得ることができる。

なお、上述の製造方法において、上記工程ａ）〜ｃ）以外の工程を有してもよい。例えば、上記工程ａ）〜ｃ）以外の工程として、工程ａ）前に設ける、上述した「鎖状ポリマー１０」の調製工程、工程ｄ）後の設ける構造体の精製工程、工程ａ）前に設けてもよい環状分子と第１の物質との包接や擬ポリロタキサンまたはポリロタキサンの合成を挙げることができるが、これらに限定されない。
また、構造体が、上述の物質３０を有する場合、本発明の製造方法は、該物質３０を構造体１へ導入するための工程を有してもよい。
物質３０を構造体１へ導入するためには、まず鎖状ポリマー１０と薬剤などの物質３０とを水又は水溶液中で混合し、溶解又は分散させる。物質３０が水に難溶な物質を含む場合、混合液に超音波をかけ得る。その後、混合溶液に環状分子２０を入れ、十分に溶解又は分散するまで振とうさせ、物質３０を取り込んだ構造体１を得る。その後、構造体１を含む懸濁液を遠心して構造体１を沈殿させ、沈殿物を環状分子２０を含有する水溶液又は水で洗浄、遠心を数回行い、上清を除去し、物質３０を取り込んだ構造体１を得る。

さらに、ｃ）工程後に、得られた構造体の一部の擬ポリロタキサンを修飾する工程;をさらに有するのがよい。

該修飾工程は、鎖状ポリマー１０に、例えば鎖状ポリマー１０の末端に、第１の置換基を導入する工程であってもよい。なお、第１の置換基は、構造体が得られる限り、環状分子２０が脱離しないように封鎖する作用を有する封鎖基であっても、その他の作用を有してもよい。第１の置換基は、それらの作用のいかなる組合せを有していてもよく、全ての作用を奏するものであってもよい。

例えば、封鎖する作用を有する基として、アダマンタン基、ネオベンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、3-ペンチル基、tertーベンチル基、シクロペンチル基、ペンテン基、ヘキシル基、ヘキセン基、へプチル基、へプテン基、オクチル基、オクテン基、ノニル基、ノネン基、デシル基、デセン基、ワンデシル基、ウンデセン基、ドデシル基、ドデセン基、トリデシル基、トリデセン基、テトラデシル基、テトラデセン基、ペンタデシル基、ペンタデセン基、ヘキサデシル基、ヘキサデセン基、へプタデシル基、へプタデセン基、オクタデシル基、オクタデセン基、ノナデシル基、ノナデセン基、エイコシル基、エイコセン基、へンイコシル基、へンイコセン基、テトラコシル基、テトラコセン基、トリアコンチル基、トリアコンテン基とそれらの異性体を挙げることができるがこれらに限定されない。

その他の作用として、たとえば電離基の作用を有する基として、葉酸、ピオチン、フルオレセイン、ＲＧＤ、ＧＲＧＤＳなどのオリゴペプチド、リツキシマブ、ベパシズマブ、トシリズマブ、インブリキシマブなどのモノクローナル抗体由来の基を導入してもよい。例えば葉酸由来の基を導入する場合、得られた単離シート及び葉酸を、縮合剤、例えばＤＭＴ／ＭＭ (4-(4，6-ジメトキシ-1，3，5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニワムクロリド)、ＤＣＣ (N，N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド)、ＥＤＣ (1- (3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド)、ＢＯＰ (ベンゾトリアゾール-１-イルオキシートリスジメチルアミノホスホニウム塩)、ＰｙＢＯＰ ((ベンゾトリアゾール-１-イルオキシ)トリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロホスブアート)、ＨＡＴＵ (0-(7-アザベンゾトリアゾールー１-イル)-N，N，N'，N'-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフアート)の存在下で反応させることにより、行うことができる。

該修飾工程は、構造体が得られる限り、環状分子２０に第２の置換基を導入する工程であってもよい。

＜製造方法II＞
製造方法ＩＩは、
ａ')鎖状ポリマー１０を準備する工程;
ｂ）環状分子２０を準備する工程;
ｃ')前記鎖状ポリマー１０と前記環状分子２０とを水又は水溶液中で混合させて、擬ポリロタキサンを得る工程;
ｄ）前記鎖状ポリマー１０の少なくとも一部の両末端に、置換基を導入し、鎖状ポリマー１０とする工程;
ｅ）前記擬ポリロタキサンの鎖状ポリマー１０及び／又は前記鎖状ポリマー１０の少なくとも一部の両末端に、封鎖基を導入する工程;
ｆ）得られた擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンを水又は水溶液中で混合させる工程;
を含み、かかる製造方法により、環状分子２０の開口部が鎖状ポリマー１０によって串刺し状に包接されてなる擬ポリロタキサンを複数有して成り、複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンのうちの少なくとも一部が、互いに直列に並んでいる構造体を得ることができる。

工程ｆ）において、鎖状ポリマーの両端が複数の環状分子からなるカラムに収容された複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンが相互作用して、複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンのうちの少なくとも一部が互いに直列に並べられる。

ここで、工程ａ'）は、上記工程ａ）で述べた「鎖状ポリマー１０」を用いることができる。工程ｂ）工程は、上述の「工程ｂ）」と同じである。

工程ｃ')は、上記工程ｃ）と同様に、鎖状ポリマー１０と環状分子２０とを水又は水溶液中で混合させる工程であり、且つそれにより擬ポリロタキサンを得る工程である。水又は水溶液として、工程ｃ）で述べたとおり、環状分子２０、鎖状ポリマー１０の少なくともどちらか一方が溶解する溶媒であれば、特に限定されない。

工程ｃ）で用いる水又は水溶液として、具体的には、純水、アルコール水溶液、酸水溶液、アルカリ水溶液、緩衝液、培養液、血漿などを挙げることができるが、これらに限定されない。

工程ｄ)は、鎖状ポリマー１０の少なくとも一部の両末端に置換基を導入し、鎖状ポリマー１０とする工程である。

上記置換基の導入の非限定的な例としては、次亜塩素酸と、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン 1-オキシルを用いた酸化反応によりカルボン酸を導入することができる。1'-カルボニルジイミダゾールとエチレンジアミンを用いたカップリング反応によりアミノ基を導入することができる。1,3-プロパンスルトンを鎖状ポリマー１０に反応させることによりスルホ基を導入することができる。

その他の置換基の導入の非限定的な例としては、ＤＭＴ／ＭＭ(4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリド）、ＤＣＣ（N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド）、ＥＤＣ（1-(3-ジメチルアミノプロピル）-3-エチルカルボジイミド）、ＢＯＰ（ベンゾトリアゾール-1-イルオキシ-トリスジメチルアミノホスホニウム塩）、ＰｙＢＯＰ（（ベンゾトリアゾール-1-イルオキシ）トリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロホスファート）、ＨＡＴＵ（0-（7-ジベンゾトリアゾール-1-イル）-N,N,N',N'-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスファート）等の縮合剤を用いたエステル化、アミド化等の縮合反応、求核置換反応、付加反応等が挙げられるがこれらに限定されない。

工程ｅ）は、いわゆる封鎖基を導入する工程であり、封鎖基を導入することにより、環状分子２０の脱離速度を低下させる工程である。該工程は、従来公知の手法を用いることができ、例えばHarada et al，Nature，１992，356，325-327に記載される工程を挙げることができる。また、封鎖基についても、従来公知のポリロタキサンに用いることができる封鎖基を挙げることができる。例えばM. Okada et. al，J Polym .Sci. A: Polym. Chem, 2000，38，4839-4849に記載される封鎖基を挙げることができる。

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。

実施例１ γ−ＣＤを用いた構造体の形成
γ−ＣＤはCycloChem Co., Ltdより入手した。鎖状ポリマーＰＥＯ２ｋ（数字は重量平均分子量）はSigma Aldrich及びWako Pure Chemical Industriesより購入した。

擬ポリロタキサン（ＰＰＲ）の調製は次の通りである。 γ−ＣＤを２３±１℃で脱イオン水（ｐＨは約７）に溶解した。γ−ＣＤ濃度は０．１２ｇｍＬ^-1とした。０．２５ｇのＰＥＯ２ｋを８．４ｍＬのγ−ＣＤ水溶液に加えた。混合溶液をボルテックスで１分間撹拌した。次に溶液をシェーカーの上に置き、熟成させた。一日以内に沈殿物と液層が分離し、複合体形成がほぼ完了した。試料をＰＰＲ＿ＥＯ４００と名付ける。

走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）のためのサンプルは、ポリロタキサンの水分散液中に酸化シリコン基板を浸漬することにより調整した。ＳＥＭ観察はJEOL JSM-7800F装置により行った。また、複合体形成により誘導されるIn-situ結晶成長はNikon DS-Fi3カメラを具備したNikon ECLIPSE Ts2R位相差顕微鏡により記録した。

ＰＰＲ＿ＥＯ４００の形成における肉眼観察時の写真を図８（Ａ）に示す。構造体の形成とともに溶液は徐々に白濁した。また、ＰＰＲ＿ＥＯ４００の光学顕微鏡観察の写真及びＳＥＭ観察の写真を図８（Ｂ）及び（Ｃ）に示す。ロッド状の構造体が形成されたことを確認した。

実施例２ 鎖状ポリマーの長さに基づく構造体の形状の制御
γ−ＣＤはCycloChem Co., Ltdより入手した。鎖状ポリマーＰＥＯ４００（数字は重量平均分子量）、ＰＥＯ２ｋ、ＰＥＯ４ｋ、ＰＥＯ６ｋ、ＰＥＯ２０ｋはSigma Aldrich及びWako Pure Chemical Industriesより購入した。

擬ポリロタキサン（ＰＰＲ）の調製法は実施例１と同じである。作成した試料をそれぞれＰＰＲ＿ＥＯ４００、ＰＥＯ＿ＥＯ２ｋ、ＰＰＲ＿ＥＯ４ｋ、ＰＰＲ＿ＥＯ６ｋ、ＰＰＲ＿ＥＯ２０ｋと名付けた。

ＳＥＭ観察は実施例１と同じ実験条件で行った。ＷＡＸＳ測定は、ポリロタキサンの水分散液をガラス毛細管（WJM-Glass/Muller GmbH Boro-Silicateキャピラリ：φ＝２．０×長さ＝８０ｍｍ）に注入し、サンプルを室温で１日乾燥させた後、ガラス壁に付着した粒子を標的として行った。

ＳＥＭ観察には実施例１と同じ装置を用いた。ＷＡＸＳ実験はHypix-3000検出器を備えたRigaku NANOPIX装置を用いて行った。サンプルから検出器までの距離はベヘン酸銀の回折ピークに対して校正した。

ＰＰＲ＿ＥＯ４００、ＰＰＲ＿ＥＯ４ｋ、ＰＰＲ＿ＥＯ６ｋ、ＰＰＲ＿ＥＯ２０ｋのＳＥＭ観察の写真をそれぞれ図９（Ａ）〜（Ｄ）に示す。ＰＰＲ＿ＥＯ４００はロッド状の構造体を、ＰＰＲ＿ＥＯ４ｋはキューブ状の構造体を、ＰＰＲ＿ＥＯ６ｋ及びＰＰＲ＿ＥＯ２０ｋはシート状の構造体を形成したことを確認した。ＷＡＸＳにより結晶構造を解析したところ、すべての試料において正方晶を形成していた。ピークに対応する結晶面を図１０中に図示した。

実施例３ 鎖状ポリマーの親水性／疎水性の影響
γ−ＣＤはCycloChem Co., Ltdより入手した。鎖状ポリマーＰＰＯ４００（数字は重量平均分子量）、ＰＰＯ２ｋ、ＰＰＯ４ｋはSigma Aldrich及びWako Pure Chemical Industriesより購入した。

擬ポリロタキサン（ＰＰＲ）の調製法は実施例１と同じである。作成した試料をそれぞれＰＰＲ＿ＰＯ４００、ＰＰＲ＿ＰＯ２ｋ、ＰＰＲ＿ＰＯ４ｋと名付けた。

実施例１と同じ実験条件でＳＥＭ観察を行った。それぞれのＳＥＭ像を図１１に示した。分子量の増大に伴ってロッド状構造体からシート状構造体に変化していった。しかし、ＰＰＲ＿ＰＯ４ｋにおいて、無定形構造体が形成されていた。線状ポリマーの分子量が大きくなると、線状ポリマーは折れ畳む必要があるが、線状ポリマーが疎水的であると疎水凝集が生じ、無定形構造が形成される。一方で線状ポリマーが親水的であると疎水性凝集は生じないため、整った形状の構造体が形成される。

実施例４ 鎖状ポリマーとしてトリブロックコポリマーを用いた場合の超薄型構造体の形成
γ−ＣＤはCycloChem Co., Ltdより入手した。鎖状トリブロックポリマーＥＯ₄ＰＯ₅₆ＥＯ₄（下付き文字はユニット数）、ＥＯ₂₅ＰＯ₅₆ＥＯ₂₅、ＥＯ₁₄₇ＰＯ₅₆ＥＯ₁₄₇はSigma Aldrichから購入した。

擬ポリロタキサン（ＰＰＲ）の調製法は実施例１と同じである。作成した試料をそれぞれＰＰＲ＿ＥＯ₄ＰＯ₅₆ＥＯ₄、ＰＰＲ＿ＥＯ₂₅ＰＯ₅₆ＥＯ₂₅、及びＰＰＲ＿ＥＯ₁₄₇ＰＯ₅₆ＥＯ₁₄₇と名付けた。

原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）及びＳＥＭ観察のためのサンプルは、ポリロタキサンの水分散液中に酸化シリコン基板を浸漬することにより調整した。ＡＦＭ実験はタッピングモードで動作させたBruker Nano Multimode 8装置を用いて周囲条件で行った。共鳴周波数が約３００Ｈｚかつばね常数が４０Ｎｍ^-1のアンチモンでドープしたシリコン片持ち梁チップ（Bruker RTESPA-300）を使用した。ＳＡＸＳ測定は、ポリロタキサンの水分散液をガラス毛細管（WJM-Glass/Muller GmbH Boro-Silicateキャピラリ：φ＝２．０×長さ＝８０ｍｍ）に注入して行った。ＷＡＸＳ実験は、実施例２と同じ条件で行った。

それぞれのＳＥＭ像を図１２（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示す。ＰＰＲ＿ＥＯ₄ＰＯ₅₆ＥＯ₄とＰＰＲ＿ＥＯ₂₅ＰＯ₅₆ＥＯ₂₅、では、比較的厚いシート状構造体が形成されていた。しかしＰＰＲ＿ＥＯ₁₄₇ＰＯ₅₆ＥＯ₁₄₇では超薄型構造体が形成されていた。ＷＡＸＳプロファイル（図１２（Ｄ））から、正方晶系の結晶を形成したことがわかった。ＰＰＲ＿ＥＯ₁₄₇ＰＯ₅₆ＥＯ₁₄₇の厚さをＡＦＭにより測定したところ、３３ｎｍであることが分かった（図１２（Ｅ））。

実施例５ 貫通孔を有するナノシートの製造
実施例４で作成したＰＰＲ＿ＥＯ₁₄₇ＰＯ₅₆ＥＯ₁₄₇を酸化シリコン基板に付着させたあと、水で２０秒洗浄し、ＳＥＭ観察を行った（図１３）。貫通孔を有するナノシート構造体が形成されたことを確認した。

実施例６ α−ＣＤを用いたマイクロ構造体の形成
α−ＣＤは日本食品化工株式会社から購入した。鎖状ポリマーＰＥＯ４００（数字は重量平均分子量）はSigma Aldrichより購入した。

擬ポリロタキサン（ＰＰＲ）の調製は次の通りである。α−ＣＤを２３±１℃で脱イオン水（ｐＨは約７）に溶解した。α−ＣＤ濃度は０．１２ｇｍＬ^-1とした。０．２５ｇのＰＥＯ４００を８．４ｍＬのα−ＣＤ水溶液に加えた。混合溶液をボルテックスで１分間撹拌した。次に溶液をシェーカーの上に置き、熟成させた。一日以内に沈殿物と液層が分離し、複合体形成がほぼ完了した。
実施例１と同様な手法でＳＥＭ観察を行った（図１４）。六角柱状のマイクロ構造体が形成されたことを確認した。

実施例７ β−ＣＤを用いたマイクロ構造体の形成
β−ＣＤは富士フイルム和光純薬株式会社から購入した。ポリ(プロピレングリコール)ビス(2-アミノプロピルエーテル)２ｋ（数字は重量平均分子量、ＮＨ₂ＰＰＯ２ｋ）はSigma Aldrichより購入した。

擬ポリロタキサン（ＰＰＲ）の調製は次の通りである。β−ＣＤを２３±１℃で脱イオン水（ｐＨは約７）に溶解した。β−ＣＤ濃度は１８ｍｇｍＬ^-1とした。１ｍｇのＮＨ₂ＰＰＯ２ｋを１．０ｍＬのβ−ＣＤ水溶液に加えた。混合溶液をボルテックスで１分間撹拌した。次に溶液をシェーカーの上に置き、熟成させた。一週間で沈殿物と液層が分離し、複合体形成がほぼ完了した。試料をβＣＤ／ＮＨ₂ＰＰＯ２ｋと名付けた。

実施例１と同様な手法でＳＥＭ観察を行った（図１５）。ひし形状のマイクロ構造体が形成されたことを確認した。

実施例８ ＰＥＯ及びＰＰＯ以外の軸分子を用いたマイクロ構造体形成
β−ＣＤは富士フイルム和光純薬株式会社から購入した。γ−ＣＤはCycloChem Co., Ltdより入手した。ポリテトラヒドロフラン１．４ｋ（数字は重量平均分子量、ＰＴＨＦ１．４ｋ）はWako Pure Chemical Industries及びSigma Aldrichより購入した。シラノール末端ポリジメチルシロキサン７００−１５００（ＰＤＭＳ１．１ｋ）、ＰＤＭＳ２ｋ−３．５ｋ（ＰＤＭＳ２．７５ｋ）はアヅマックス株式会社から購入した。ＰＤＭＳ１０００-ＰＥＯ２１００ジブロックコポリマー（ＰＤＭＳ１ｋ−ＰＥＯ２．１）はＰｏｌｙｍｅｒ Ｓｏｕｒｃｅから購入した。

β−ＣＤから成るＰＰＲの調製は次の通りである。β−ＣＤを２３±１℃で脱イオン水（ｐＨは約７）に溶解した。β−ＣＤ濃度は１８ｍｇｍＬ^-1とした。１ｍｇのＰＤＭＳ１．１ｋ及びＮＨ₂ＰＰＯ２ｋを１．０ｍＬのβ−ＣＤ水溶液に加えた。混合溶液をボルテックスで１分間撹拌した。次に溶液をシェーカーの上に置き、熟成させた。一週間で沈殿物と液層が分離し、複合体形成がほぼ完了した。試料をβＣＤ／ＰＤＭＳ１．１ｋと名付けた。

γ−ＣＤから成るＰＰＲの調製は次の通りである。 γ−ＣＤを２３±１℃で脱イオン水（ｐＨは約７）に溶解した。γ−ＣＤ濃度は０．１２ｇｍＬ^-1とした。０．２５ｇのＰＤＭＳ２．７５ｋ、ＰＤＭＳ１ｋ−ＰＥＯ２．１、及びＰＴＨＦ１．４ｋを８．４ｍＬのγ−ＣＤ水溶液にそれぞれ加えた。混合溶液をボルテックスで１分間撹拌した。次に溶液をシェーカーの上に置き、熟成させた。一日以内に沈殿物と液層が分離し、複合体形成がほぼ完了した。試料をそれぞれγ−ＣＤ／ＰＤＭＳ２．７５ｋ、γ−ＣＤ／ＰＤＭＳ１ｋ−ＰＥＯ２．１、及びγ−ＣＤ／ＰＴＨＦ１．４ｋと名付ける。

実施例１と同様な手法でＳＥＭ観察を行った。βＣＤ／ＰＤＭＳ１．１ｋ、γ−ＣＤ／ＰＤＭＳ２．７５ｋ、γ−ＣＤ／ＰＤＭＳ１ｋ−ＰＥＯ２．１、γ−ＣＤ／ＰＴＨＦ１．４ｋのＳＥＭ像を図１６（Ａ）〜（Ｄ）に示す。βＣＤ／ＰＤＭＳ１．１ｋではひし形状の、γ−ＣＤ／ＰＤＭＳ２．７５ｋ、γ−ＣＤ／ＰＤＭＳ１ｋ−ＰＥＯ２．１、γ−ＣＤ／ＰＴＨＦ１．４ｋではテトラゴナル状のマイクロ構造体が形成されたことを確認した。

実施例９ テント状構造体の形成
γ−ＣＤはCycloChem Co., Ltdより入手した。ペルフルオロヘキサン酸（Ｃ₅Ｆ₁₁−ＣＯＯＨ）は東京化成工業株式会社から購入した。

γ−ＣＤから成るＰＰＲの調製は次の通りである。 γ−ＣＤを２３±１℃で脱イオン水（ｐＨは約７）に溶解した。γ−ＣＤ濃度は０．１２ｇｍＬ^-1とした。０．１４ｇのＣ₅Ｆ₁₁−ＣＯＯＨを１．２５ｍＬのγ−ＣＤ水溶液にそれぞれ加えた。混合溶液をボルテックスで１分間撹拌した。次に溶液をシェーカーの上に置き、熟成させた。一日以内に沈殿物と液層が分離し、複合体形成がほぼ完了した。試料をγ−ＣＤ／Ｃ₅Ｆ₁₁−ＣＯＯＨと名付ける。

実施例１と同様な手法でＳＥＭ観察を行った。γ−ＣＤ／Ｃ₅Ｆ₁₁−ＣＯＯＨのＳＥＭ像を図１７に示す。テント状構造体（裏向き）が形成されたことを確認した。

実施例１０ 多面体状マイクロ構造体の形成
α−ＣＤは日本食品化工株式会社から購入した。ヘキサデシルスルホン酸ナトリウム（Ｃ₁₆Ｈ₃₃ＳＯ₃Ｎａ）は東京化成工業株式会社から購入した。

擬ポリロタキサン（ＰＰＲ）の調製は次の通りである。α−ＣＤを２３±１℃で脱イオン水（ｐＨは約７）に溶解した。α−ＣＤ濃度は０．１２ｇｍＬ^-1とした。０．１２ｇのＣ₁₆Ｈ₃₃ＳＯ₃Ｎａを２．５ｍＬのα−ＣＤ水溶液に加えた。混合溶液をボルテックスで１分間撹拌した。次に溶液をシェーカーの上に置き、熟成させた。一日以内に沈殿物と液層が分離し、複合体形成がほぼ完了した。試料をα−ＣＤ／Ｃ₁₆Ｈ₃₃ＳＯ₃Ｎａと名付ける。

実施例１と同様な手法でＳＥＭ観察を行った。α−ＣＤ／Ｃ₁₆Ｈ₃₃ＳＯ₃ＮａのＳＥＭ像を図１８に示す。多面体状のマイクロ構造体の形成を確認した。

実施例１１ シート状マイクロ構造体構造体の形成
α−ＣＤは日本食品化工株式会社から購入した。1-ノナンスルホン酸ナトリウム（Ｃ₉Ｈ₁₉ＳＯ₃Ｎａ）は東京化成工業株式会社から購入した。

擬ポリロタキサン（ＰＰＲ）の調製は次の通りである。α−ＣＤを２３±１℃で脱イオン水（ｐＨは約７）に溶解した。α−ＣＤ濃度は０．１２ｇｍＬ^-1とした。８６ｍｇのＣ₉Ｈ₁₉ＳＯ₃Ｎａを２．５ｍＬのα−ＣＤ水溶液に加えた。混合溶液をボルテックスで１分間撹拌した。次に溶液をシェーカーの上に置き、熟成させた。一日以内に沈殿物と液層が分離し、複合体形成がほぼ完了した。試料をα−ＣＤ／Ｃ₉Ｈ₁₉ＳＯ₃Ｎａと名付ける。

実施例１と同様な手法で構造解析のための試料を調整した。α−ＣＤ／Ｃ₉Ｈ₁₉ＳＯ₃ＮａのＳＥＭ観察の結果を図１９（（Ａ）が低倍率、（Ｂ）が高倍率）に示す。シート状のマイクロ構造体構造体の形成を確認した。

実施例１２ 中空球状構造体の形成
α−ＣＤは日本食品化工株式会社から購入した。鎖状トリブロックポリマーＥＯ₃₇ＰＯ₅₆ＥＯ₃₇（下付き文字はユニット数）はSigma Aldrichから購入した。

擬ポリロタキサン（ＰＰＲ）の調製は次の通りである。α−ＣＤを２３±１℃で脱イオン水（ｐＨは約７）に溶解した。α−ＣＤ濃度は０．１２ｇｍＬ^-1とした。０．２５ｇのＥＯ₃₇ＰＯ₅₆ＥＯ₃₇を８．４ｍＬのα−ＣＤ水溶液に加えた。混合溶液をボルテックスで１分間撹拌した。次に溶液をシェーカーの上に置き、熟成させた。一日以内に沈殿物と液層が分離し、複合体形成がほぼ完了した。試料をα−ＣＤ／ＥＯ₃₇ＰＯ₅₆ＥＯ₃₇と名付ける。

実施例１と同様な手法で構造解析のための試料を調整した。α−ＣＤ／ＥＯ₃₇ＰＯ₅₆ＥＯ₃₇のＳＥＭ観察の結果を図２０（（Ａ）が低倍率、（Ｂ）が中倍率、（Ｃ）が高倍率）に示す。中空の球状構造体の形成を確認した。

実施例１３ 中空柱状構造体の形成
β−ＣＤは富士フイルム和光純薬株式会社から購入した。ポリエチレングリコールモノオレイルエーテル（ｎ＝２０、Ｃ１８ＥＯ２０）は東京化成工業株式会社から購入した。

ＰＰＲの調製は次の通りである。β−ＣＤを２３±１℃で脱イオン水（ｐＨは約７）に溶解した。β−ＣＤ濃度は１８ｍｇｍＬ^-1とした。８１ｍｇのＣ１８ＥＯ２０を５．０ｍＬのβ−ＣＤ水溶液に加えた。混合溶液をボルテックスで１分間撹拌した。次に溶液をシェーカーの上に置き、熟成させた。一日以内に沈殿物と液層が分離し、複合体形成がほぼ完了した。試料をβＣＤ／Ｃ１８ＥＯ２０と名付けた。

実施例１と同様な手法で光学顕微鏡観察を行った。βＣＤ／Ｃ１８ＥＯ２０の光学顕微鏡観察の結果を図２１に示す。中空の柱状構造体の形成を確認した。

実施例１４ マイクロ構造体への抗がん剤の封入
γ−ＣＤはCycloChem Co., Ltdより入手した。ポリエチレンオキシド４．６ｋ（以下ＰＥＯ４．６ｋ 重量平均分子量４．６ｋ）はSigma Aldrichより購入した。ドキソルビシン塩酸塩は富士フィルム和光純薬から購入した。

抗がん剤封入マイクロ構造体の調製は次の通りである。 γ−ＣＤの１２０ｍｇ及びドキソルビシンの４５ｍｇを２３±１℃で脱イオン水（ｐＨは約７）１ｍＬに溶解させた。γ−ＣＤ濃度は１２０ｍｇ／ｍＬとし、ドキソルビシン塩酸塩濃度を４．５ｍｇ／ｍＬとした。のＰＥＧ４６００の３０ｍｇを調製したγ−ＣＤとドキソルビシン塩酸塩との水溶液１ｍＬに加えた。混合溶液をボルテックスで１分間撹拌した。次に溶液をシェーカーの上に置き、熟成させた。一日以内に沈殿物と液層が分離し、複合体形成がほぼ完了した。試料をＤоｘ−ＰＰＲ＿ＥＯ４．６ｋと名付ける。

顕微鏡観察はNikon DS-Fi3カメラを具備したNikon ECLIPSE Ts2Rを用いて行った。また蛍光観察には４７０ｎｍの波長の光を励起光として用いた。

Ｄоｘ−ＰＰＲ＿ＥＯ４．６ｋの位相差顕微鏡観察と蛍光顕微鏡観察の結果を図２２（Ａ）及び（Ｂ）に示す。位相差顕微鏡観察ではマイクロ構造体が形成されたことを確認できた。また蛍光顕微鏡観察によってドキソルビシン由来の蛍光の強度がマイクロ構造体の存在領域で増加しており、ドキソビルシンがマイクロ構造体に有意に取り込まれたことを確認した。

実施例１５ シート状ナノ構造体の付着性
β−ＣＤは富士フイルム和光純薬株式会社から購入した。ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅（下付き文字はユニット数）はSigma Aldrichより購入した。

シート状ナノ構造体の調製は次の通りである。 β−ＣＤの１８ｍｇを２３±１℃で脱イオン水（ｐＨは約７）１ｍＬに溶解させた。ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅ ４ｍｇを調製したβ−ＣＤ水溶液１ｍＬに加えた。混合溶液をボルテックスで１分間撹拌した。次に溶液をシェーカーの上に置き、熟成させた。一週間で沈殿物と液層が分離し、複合体形成がほぼ完了した。試料をβ−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅と名付ける。

作成したシート状ナノ構造体であるβ−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅の水分散液を３種類の固体基材（豚皮、髪の毛、コンタクトレンズ）に滴下し、水分をろ紙で拭きとってからＳＥＭ観察を行った。それぞれSkin_β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅、hair_β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅、lens_β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅、と名付ける。また、実施例４で作成したＰＰＲ＿ＥＯ₁₄₇ＰＯ₅₆ＥＯ₁₄₇を豚眼に滴下し、生理食塩水濃度の食塩水（０．９ｗｔ％）の水で洗浄した後、水分を濾紙でふき取ってから光学顕微鏡観察を行った。これをeye_ＰＰＲ＿ＥＯ₁₄₇ＰＯ₅₆ＥＯ₁₄₇とする。

Skin_β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅、hair_β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅、lens_β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅のＳＥＭ像を図２３（Ａ）及び（Ｂ）、図２４（Ａ）及び（Ｂ）、図２５（Ａ）及び（Ｂ）に、eye_ＰＰＲ＿ＥＯ₁₄₇ＰＯ₅₆ＥＯ₁₄₇の光学顕微鏡観察の写真を図２６に示した。いずれの場合もシート状ナノ構造体が付着している様子を確認することができた。

実施例１６ シート状ナノ構造体のＵＶカット機能
β−ＣＤは富士フイルム和光純薬株式会社から購入した。ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅（下付き文字はユニット数）はSigma Aldrichより購入した。

シート状ナノ構造体は実施例１５と同じ手法で調製した。試料をβ−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅と名付ける。

β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅の分散水のＵＶカット機能を、紫外可視分光光度計（ＵＶ３１５０、株式会社島津製作所）を用いて評価した。入射光の波長は２５０ｎｍから８００ｎｍとし、吸光度を測定した。

測定結果を図２７に示す。ＵＶＡ（３１５から４００ｎｍ）およびＵＶＢ（２９０から３２０ｎｍ）の波長領域において透過率が低く、可視波長領域（４００ｎｍから７００ｎｍ）において光が透過していることが分かった。

実施例１７ シート状ナノ構造体からなるコーティングのガスバリア機能
β−ＣＤは富士フイルム和光純薬株式会社から購入した。ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅（下付き文字はユニット数）はSigma Aldrichより購入した。

シート状ナノ構造体は実施例１５と同じ手法で調製した。試料をβ−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅と名付ける。

β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅の分散水５ｍＬ及び２０ｍＬを多孔膜（PMMA-milipore：TYPE JCWP 10.0μm、親水性、空孔直径約10μm）に通し、β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅を張り付けた。その後室温で自然乾燥させた。これらの試料をｐоｒｅ−β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅（５ｍＬ）およびｐоｒｅ−β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅（２０ｍＬ）と名付ける。

多孔膜、ｐоｒｅ−β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅（５ｍＬ）およびｐоｒｅ−β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅（２０ｍＬ）のＳＥＭ像をそれぞれ図２８（Ａ）、２８（Ｂ）、２８（Ｃ）に示す。多孔膜に多数の空孔があいていることを、ｐоｒｅ−β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅（５ｍＬ）ではβ−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅が空孔を通過せず膜にとどまっている様子を確認できた。ｐоｒｅ−β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅（２０ｍＬ）では、空孔が完全に覆われている様子を確認することができた。

ｐоｒｅ−β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅（２０ｍＬ）において空孔が完全に覆われている様子を確認できたため、次に、これを用いて酸素透過性を評価するための試料を作成した。作成法は次の通りである。ニトリルゴムの２ｗｔ％の濃度で有機溶媒に溶解し、これにｐоｒｅ−β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅（２０ｍＬ）を浸した。その後、試料を取り出して室温で自然乾燥することで、ｐоｒｅ−β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅（２０ｍＬ）を担持したニトリルゴムフィルムを作成した。

ｐоｒｅ−β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅（２０ｍＬ）を担持したニトリルゴムフィルムの酸素透過性を測定したところ、酸素透過係数は18.6 cc・mm/(m²・day・atm)であった。酸素透過係数が、通常のニトリルゴムフィルムの値（18.6 cc・mm/(m²・day・atm)）の１／３００程度に抑えられていることから、β−ＣＤ／ＥＯ₇₅ＰＯ₃₀ＥＯ₇₅が酸素バリア性を有していることがわかった。酸素係数の測定装置と測定条件は以下の通りである：測定装置：MOCON（登録商標）クーロメトリック酸素透過率測定装置（OX-TRAN（登録商標）2/22L）
検出器：自己加湿型クーロメトリックスセンサー
対応規格：JIS K7126-2（プラスチック−フィルム及びシート−ガス透過度試験方法−第2部：等圧法）
（ISO 15105-2）、ASTM D3985・F1927・F1307
測定温度：23℃
相対湿度：0％
有効膜面積：1cm^{^2}

実施例１８ シート状ナノ構造体への薬物の組み込み
製造例１ マイクロ構造体への抗炎症薬（ベタメタゾン）の封入１
ベタメタゾン封入マイクロ構造体の調製は次の通りである。 ＰＰＯ４ｋ（重量平均分子量４ｋ：Sigma Aldrich社より入手）の３０ｍｇ及びベタメタゾン（富士フィルム和光純薬社より入手）の１０ｍｇを２３±１℃で脱イオン水（ｐＨは約７）１ｍＬに溶解させた。次にγＣＤ（CycloChem Co. Ltdより入手）の１２０ｍｇをＰＰＯ４ｋとベタメタゾンとの水溶液１ｍＬに加えた。混合溶液をボルテックスで１分間撹拌した。次に溶液を室温で振とう機上に置き、溶液を振とうして熟成させた。振とう３０分後には溶液は薄く白濁していき、２時間でより白濁した。そのまま室温で５日間振とうを続けた。

次に、得られた白濁液の８００μＬを１．５ｍＬ遠沈管に投入し、遠心分離機（Ｋｅｎｉｓ社製）で１２０００ｒｐｍ、５分間遠心分離を実施すると、遠沈管の底に白色の固形物ペーストが沈殿した。遠沈管から透明の上澄液の６００μＬを除去し、残った白色固形物ペーストに新たにγＣＤ水溶液（γＣＤ濃度３０ｍｇ／ｍＬ）の８００μＬを添加して白色固形物を懸濁させ、再び遠心分離を実施して上澄液の８００μLを除去した。この、γＣＤ水溶液の添加、遠心分離、上澄液の除去の一連の工程を薬剤洗浄工程とし、薬剤洗浄工程を５回繰り返した。

薬剤洗浄後の白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物の９５ｍｇを得た。
得られた白色固形物をマイクロ構造体−１と称す。

マイクロ構造体−１に封入されたベタメタゾンの定量は、吸光度測定により算出した。マイクロ構造体−１の２５ｍｇを精秤し、ＤＭＳＯ１ｍＬに溶解させ、得られたＤＭＳＯ溶液について分光光度計による吸光度測定を実施し（光路長１ｍｍの石英セルを使用）、ベタメタゾン濃度を算出した。算出は、あらかじめベタメタゾンのＤＭＳＯ溶液の所定波長（λ＝２６０ｎｍ）における濃度−吸光度検量線を作成しておき、測定した吸光度値および検量線からベタメタゾン濃度を算出した。ベタメタゾン濃度は１．０ｍｇ／ｍＬと算出され、マイクロ構造体−１の２５ｍｇ中にベタメタゾン１．０ｍｇ封入されており、ベタメタゾン封入率は４．０質量％であった。

製造例２ マイクロ構造体へのベタメタゾン封入２
軸分子としてＰＰＯ４ｋに変え、ＰＥＯ４ｋ（重量平均分子量４ｋ：Sigma Aldrich社より入手）を用いたこと以外は、製造例１と同様の工程で、マイクロ構造体へのベタメタゾンの封入を実施した。薬剤洗浄５回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物の８８ｍｇを得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−２と称す。マイクロ構造体−２のベタメタゾン封入率は８．８質量％であった。

製造例３ マイクロ構造体への利尿薬（スピロノラクトン）封入１
薬剤としてベタメタゾンに変えスピロノラクトン（東京化成工業株式会社より入手）を用いたこと以外は製造例１と同様の工程で、マイクロ構造体へのスピロノラクトンの封入を実施した。薬剤洗浄５回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物の９０ｍｇを得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−３と称す。マイクロ構造体−３のスピロノラクトン封入率は７．４質量％であった。

製造例４ マイクロ構造体へのスピロノラクトン封入２
軸分子としてＰＰＯ４ｋに変え、ＰＥＯ４ｋを用いたこと以外は、製造例３と同様の工程で、マイクロ構造体へのスピロノラクトンの封入を実施した。薬剤洗浄５回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物の８０ｍｇを得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−４と称す。マイクロ構造体−４のスピロノラクトン封入率は１０．１質量％であった。

製造例５ マイクロ構造体への抗炎症薬（ヒドロコルチゾン）封入１
薬剤としてベタメタゾンに変えヒドロコルチゾン（東京化成工業株式会社より入手）を用いたこと以外は製造例１と同様の工程で、マイクロ構造体へのスピロノラクトンの封入を実施した。薬剤洗浄５回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物の７８ｍｇを得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−５と称す。マイクロ構造体−５のスピロノラクトン封入率は３．６質量％であった。

製造例６ マイクロ構造体へのヒドロコルチゾン封入２
軸分子としてＰＰＯ４ｋに変え、ＰＥＯ４ｋを用いたこと以外は、製造例５と同様の工程で、マイクロ構造体へのヒドロコルチゾンの封入を実施した。薬剤洗浄５回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物の８３ｍｇを得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−６と称す。マイクロ構造体−６のヒドロコルチゾン封入率は５．８質量％であった

製造例７ マイクロ構造体への抗炎症薬（デキサメタゾン）封入１
薬剤としてベタメタゾンに変えデキサメタゾン（東京化成工業株式会社より入手）を用い、薬剤の濃度−吸光度検量線を波長λ＝２７０ｎmの吸光度値で作成したこと以外は製造例１と同様の工程で、マイクロ構造体へのデキサメタゾンの封入を実施した。薬剤洗浄５回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物を得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−７と称す。マイクロ構造体−７のデキサメタゾン封入率は２．３質量％であった。

製造例８ マイクロ構造体へのデキサメタゾン封入２
軸分子としてＰＰＯ４ｋに変え、ＰＥＯ４ｋを用いたこと以外は、製造例７と同様の工程で、マイクロ構造体へのデキサメタゾンの封入を実施した。薬剤洗浄５回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物の６８ｍｇを得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−８と称す。マイクロ構造体−８のデキサメタゾン封入率は８．３質量％であった。

製造例９ マイクロ構造体への抗がん剤（ドキソルビシン塩酸塩）封入１
薬剤としてベタメタゾンに変えドキソルビシン塩酸塩（東京化成工業株式会社より入手）を用い、薬剤の濃度−吸光度検量線を波長λ＝５００ｎmの吸光度値で作成したこと以外は製造例１と同様の工程で、マイクロ構造体へのドキソルビシン塩酸塩の封入を実施した。薬剤洗浄4回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物の８０ｍｇを得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−９と称す。マイクロ構造体−９のドキソルビシン塩酸塩封入率は０．２質量％であった。

製造例１０ マイクロ構造体への抗がん剤（ドキソルビシン塩酸塩）封入２
軸分子としてＰＰＯ４ｋに変え、ＰＰＯ２ｋ（重量平均分子量２ｋ：Sigma Aldrich社より入手）を用いたこと以外は、製造例９と同様の工程で、マイクロ構造体へのドキソルビシン塩酸塩の封入を実施した。薬剤洗浄4回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物の ７５ｍｇを得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−１０と称す。マイクロ構造体−１０のドキソルビシン塩酸塩封入率は０．２質量％であった。

製造例１１ マイクロ構造体への抗がん剤（ドキソルビシン塩酸塩）封入３
軸分子としてＰＰＯ４ｋに変え、ＰＰＯ０．７ｋ（重量平均分子量０．７ｋ：富士フィルム和光純薬より入手）を用いたこと以外は、製造例９と同様の工程で、マイクロ構造体へのドキソルビシン塩酸塩の封入を実施した。薬剤洗浄５回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物の５０ｍｇを得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−１１と称す。マイクロ構造体−１１のドキソルビシン塩酸塩封入率は０．２質量％であった。

製造例１２ マイクロ構造体への抗がん剤（ドキソルビシン塩酸塩）封入４
軸分子としてＰＰＯ４ｋに変え、ＰＥＯ４ｋを用いたこと以外は、製造例９と同様の工程で、マイクロ構造体へのドキソルビシン塩酸塩の封入を実施した。薬剤洗浄５回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物の８１ｍｇを得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−１２と称す。マイクロ構造体−１２のドキソルビシン塩酸塩封入率は０．３質量％であった。

製造例１３ マイクロ構造体への緑内障治療薬（ドルゾラミド塩酸塩）封入
薬剤としてドキソルビシン塩酸塩に変え、ドルゾラミド塩酸塩（東京化成工業株式会社より入手）を用い、薬剤の濃度−吸光度検量線を波長λ＝２６０ｎmの吸光度値で作成したこと以外は製造例１２と同様の工程で、マイクロ構造体へのドルゾラミド塩酸塩の封入を実施した。薬剤洗浄５回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物の８８ｍｇを得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−１３と称す。マイクロ構造体−１３のドルゾラミド塩酸塩封入率は１．３質量％であった。

製造例１４ マイクロ構造体への認知症治療薬（ドネペジル塩酸塩）封入
薬剤としてドキソルビシン塩酸塩から変え、ドネペジル塩酸塩（東京化成工業株式会社より入手）を用い、薬剤の濃度−吸光度検量線を波長λ＝２７０ｎｍの吸光度値で作成したこと以外は製造例１２と同様の工程で、マイクロ構造体へのドネペジル塩酸塩の封入を実施した。薬剤洗浄４回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物の７０ｍｇを得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−１４と称す。マイクロ構造体−１４のドネペジル塩酸塩封入率は１．５質量％であった。

製造例１５ マイクロ構造体へのドネペジル塩酸塩封入２
軸分子としてＰＰＯ４ｋから変え、ＰＥＯ４ｋを用いたこと以外は、製造例１４と同様の工程で、マイクロ構造体へのドネペジル塩酸塩の封入を実施した。薬剤洗浄５回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物の ９１ｍｇを得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−１５と称す。マイクロ構造体−１５のドネペジル塩酸塩封入率は １．０質量％であった。

製造例１６ マイクロ構造体への抗がん剤（ニムスチン塩酸塩）封入
薬剤としてドキソルビシン塩酸塩から変え、ニムスチン塩酸塩（東京化成工業株式会社より入手）を用い、薬剤の濃度−吸光度検量線を波長λ＝２７０ｎｍの吸光度値で作成したこと以外は製造例１２と同様の工程で、マイクロ構造体へのドルゾラミド塩酸塩の封入を実施した。薬剤洗浄５回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物の５８ｍｇを得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−１６と称す。マイクロ構造体−１３のドルゾラミド塩酸塩封入率は０．２質量％であった。

製造例１７ マイクロ構造体への抗がん剤（ダカルバジン）封入
薬剤としてドキソルビシン塩酸塩から変え、ダカルバジン（東京化成工業株式会社より入手）を用い、薬剤の濃度−吸光度検量線を波長λ＝３５０ｎｍの吸光度値で作成したこと以外は製造例１２と同様の工程で、マイクロ構造体へのダカルバジンの封入を実施した。薬剤洗浄５回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物の６９ｍｇを得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−１７と称す。マイクロ構造体−１３のダカルバジン封入率は０．５質量％であった。

製造例１８ マイクロ構造体への抗がん剤（シタラビン）封入
薬剤としてドキソルビシン塩酸塩から変え、シタラビン（東京化成工業株式会社より入手）を用い、薬剤の濃度−吸光度検量線を波長λ＝２８０ｎｍの吸光度値で作成したこと以外は製造例１２と同様の工程で、マイクロ構造体へのシタラビンの封入を実施した。薬剤洗浄５回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物の９３ｍｇを得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−１８と称す。マイクロ構造体−１８のシタラビン封入率は０．１質量％であった。

製造例１９ マイクロ構造体へのクロフィブラート封入１
薬剤としてベタメタゾンに変えクロフィブラート（東京化成工業株式会社より入手）を用い、薬剤洗浄工程において、洗浄液に（水／エタノール＝５０vol%／５０vol％）混合溶剤のγCD溶液（γCD濃度３０ｍｇ／ｍＬ）を用い、薬剤の濃度−吸光度検量線を波長λ＝２８０ｎmの吸光度値で作成したこと以外は製造例１と同様の工程で、マイクロ構造体へのクロフィブラートの封入を実施した。薬剤洗浄５回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物を得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−１９と称す。マイクロ構造体−１９のクロフィブラート封入率は６．７質量％であった。

製造例２０ マイクロ構造体へのクロフィブラート封入２
軸分子としてＰＰＯ４ｋに変え、ＰＥＯ４ｋを用いたこと以外は、製造例１５と同様の工程で、マイクロ構造体へのクロフィブラートの封入を実施した。洗浄５回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物を得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−２０と称す。マイクロ構造体−２０のクロフィブラート封入率は２．９％であった。

製造例２１ マイクロ構造体への抗がん剤（５−フルオロウラシル）封入１
薬剤としてベタメタゾンに変え５−フルオロウラシル（東京化成工業株式会社より入手）を用い、薬剤の濃度−吸光度検量線を波長λ＝２７０ｎmの吸光度値で作成したこと以外は製造例１５と同様の工程で、マイクロ構造体への5−フルオロウラシルの封入を実施した。洗浄５回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物を得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−２１と称す。マイクロ構造体−２１の5−フルオロウラシル封入率は０．４質量％であった。

製造例２２ マイクロ構造体への５−フルオロウラシル封入２
軸分子としてＰＰＯ４ｋに変え、ＰＥＯ４ｋを用いたこと以外は、製造例１７と同様の工程で、マイクロ構造体への５−フルオロウラシルの封入を実施した。洗浄4回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物を得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−２２と称す。マイクロ構造体−２２の5−フルオロウラシル封入率は０．１質量％であった。

製造例２３ マイクロ構造体への抗がん剤（ドセタキセル）封入１
薬剤としてベタメタゾンに変えドセタキセル（東京化成工業株式会社より入手）を用い、薬剤の濃度−吸光度検量線を波長λ＝２８５ｎmの吸光度値で作成したこと以外は製造例１５と同様の工程で、マイクロ構造体へのドセタキセルの封入を実施した。洗浄５回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物を得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−２３と称す。マイクロ構造体−２３のドセタキセル封入率は０．５質量％であった。

製造例２４ マイクロ構造体へのドセタキセル封入２
軸分子としてＰＰＯ４ｋに変え、ＰＥＯ４ｋを用いたこと以外は、製造例１９と同様の工程で、マイクロ構造体へのドセタキセルの封入を実施した。洗浄５回実施し、白色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し白色固形物を得た。得られた白色固形物をマイクロ構造体−２４と称す。マイクロ構造体−２４のドセタキセル封入率は２．９質量％であった。

実施例１９ シート状ナノ構造体への蛍光分子の組み込み
製造例２５ マイクロ構造体への蛍光分子（フルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ））封入
薬剤のベタメタゾンに変えて蛍光分子であるＦＩＴＣを用い、蛍光分子の濃度−吸光度検量線を波長λ＝２８０ｎｍの吸光度値で作成したこと以外は、製造例１と同様の工程でマイクロ構造体へのＦＩＴＣの封入を実施した。蛍光分子の洗浄を６回実施し、淡黄色固形物ペーストの凍結乾燥を実施し淡黄色固形物の７０ｍｇを得た。得られた淡黄色固形物をマイクロ構造体−２５と称す。マイクロ構造体−２５のＦＩＴＣ封入率は０．２質量％であった。
また、マイクロ構造体−２５の１０ｍｇを、γＣＤ水溶液（γＣＤ濃度：３０ｍｇ／ｍＬ）の２００μＬに加え、超音波洗浄機で１分間超音波照射して、マイクロ構造体を分散させた。得られたマイクロ構造体分散液の蛍光顕微鏡観測（Ｎｉｋｏｎ社製：Ｎｉｋｏｎ ＤＳ-Ｆｉ３ 使用）を実施した。蛍光観測には４７０ｎｍの波長の光を励起光として用い、マイクロ構造体の内部に蛍光発光を観測し、マイクロ構造体内部へのＦＩＴＣ封入を確認した。

製造例２６ マイクロ構造体へのローダミンＢ封入
蛍光分子としてＦＩＴＣから変えてローダミンＢを用い、軸分子としてＰＰＯ４ｋから変えてＰＥＯ２０ｋを用いたこと以外は、製造例２５と同様の工程でマイクロ構造体へのローダミンＢの封入を実施した。洗浄６回実施し、赤紫色固形物ペーストの凍結乾燥を実施しピンク色固形物６６ｍｇを得た。得られた赤紫色固形物をマイクロ構造体−２６と称す。マイクロ構造体−２６のローダミンＢ封入率は０．１質量％であった。
また、実施例２５と同様の工程で、蛍光顕微鏡観測を実施し、マイクロ構造体の内部に蛍光発光を観測し、マイクロ構造体内部へのローダミンＢ封入を確認した。

製造例２７ マイクロ構造体へのウラニン封入
蛍光分子としてＦＩＴＣから変えてウラニンを用い、軸分子としてＰＰＯ４ｋから変えてＰＰＯ２ｋを用いたこと以外は、製造例２５と同様の工程でマイクロ構造体へのウラニンの封入を実施した。洗浄６回実施し、赤紫色固形物ペーストの凍結乾燥を実施しピンク色固形物７５ｍｇを得た。得られたピンク色固形物をマイクロ構造体−２７と称す。マイクロ構造体−２７のウラニン封入率は０．１質量％であった。
また、実施例２５と同様の工程で、蛍光顕微鏡観測を実施し、マイクロ構造体の内部に蛍光発光を観測し、マイクロ構造体内部へのウラニン封入を確認した。

１…構造体、２…擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサン、４…複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンの間の空間、６…複数の環状分子により区画形成される空間、１０…鎖状ポリマー、２０…環状分子、２４…１つの環状分子により区画形成される開口部、３０…物質。

Claims (12)

1. 環状分子の開口部を串刺し状に包接する鎖状ポリマーを備えた擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンを複数有してなる構造体であって、
   複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンのうちの少なくとも一部が、互いに直列に並んでいる構造体。
2. 前記鎖状ポリマーが一本鎖である請求項１に記載の構造体。
3. 前記鎖状ポリマーが、１つの鎖状ポリマー当たり３つ以上の環状分子の開口部を串刺し状に包接する請求項１又は２に記載の構造体。
4. 複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンのうちの少なくとも一部が、互いに並列に並んでいる請求項１〜３のいずれかに記載の構造体。
5. 鎖状ポリマーに結合されるか、環状分子に結合されるか、複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンの間の空間、１つの環状分子により区画形成される開口部、複数の環状分子により区画形成される空間の内部に保持される物質をさらに含む請求項１〜４のいずれかに記載の構造体。
6. 前記物質は薬剤、蛍光物質、及び発色酵素からなる群から選択される少なくとも一つである請求項５に記載の構造体。
7. 前記鎖状ポリマーの長さが１ｎｍ〜２０００ｎｍである請求項１〜６のいずれかに記載の構造体。
8. 前記鎖状ポリマーがポリエチレングリコール（ＰＥＧ）又はポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）からなる部分を含む請求項１〜７のいずれかに記載の構造体。
9. 前記環状分子が、シクロデキストリン、クラウンエーテル、ピラーアレン、カリックスアレン、シクロファン、及びこれらの誘導体からなる群から選択される少なくとも一つである請求項１〜８のいずれかに記載の構造体。
10. 前記構造体を貫通し、１つの擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンが占める体積よりも大きい空間を占める前記１又は複数の貫通孔が設けられている請求項１〜９のいずれかに記載の構造体。
11. 前記構造体は、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかである請求項１〜１０のいずれかに記載の構造体。
    （ａ）鎖状ポリマーの重量平均分子量は２００〜１００００であるロッド状の構造体。
    （ｂ）鎖状ポリマーの重量平均分子量が１０００〜２００００であるキューブ状の構造体。
    （ｃ）鎖状ポリマー１０の重量平均分子量が２０００〜２０００００であるシート状の構造体。
12. 環状分子の開口部を串刺し状に包接する鎖状ポリマーを備えた擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンを複数有してなる構造体の製造方法であって、
    鎖状ポリマーの両端が複数の環状分子からなるカラムに収容された複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンを相互作用させて、前記複数の擬ポリロタキサン及び／又はポリロタキサンのうちの少なくとも一部を互いに直列に配置させる工程を含む方法。

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