【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.22】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24NM5314

利用課題名 / Title

シクロデキストリン包接錯体の自己組織化と応用

利用した実施機関 / Support Institute

物質・材料研究機構 / NIMS

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

核磁気共鳴/ Nuclear magnetic resonance,光学顕微鏡/ Optical microscope,電子顕微鏡/ Electronic microscope

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

上沼 駿太郎

所属名 / Affiliation

物質・材料研究機構

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

服部晋也,LI Xianglan

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

NM-014：動的光散乱光度計
NM-001：NMR
NM-013：ゼータ電位計
NM-006：卓上走査型電子顕微鏡装置群

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

我々は近年、環状オリゴ糖であるシクロデキストリン（CyD）の自己集合の形態を制御することに成功した。自己集合体はナノメートルからマイクロメートルのオーダーのサイズであり、分散媒中で微粒子様の振る舞いを示す。また特定の溶媒に対しては分子レベルに溶解する。本研究では、自己集合体いついて、ミクロ・メソ・マクロに渡る構造解析と自己集合機構の解明を目的に研究を行った。

実験 / Experimental

NM-014　動的光散乱光度計を用いて、CyD自己集合体のサイズを見積もった。
NM-001 NMRを用いて、CyDとゲスト分子の間の相互作用を解析した。
NM-013 ゼータ電位計を用いて、CyD自己集合体のゼータ電位を解析した。
NM-006 卓上走査型電子顕微鏡装置群を用いて、CyD自己集合体の粒子外観を観察した。

結果と考察 / Results and Discussion

NM-014　動的光散乱光度計では、CyD自己集合体のサイズが200 nmから1000 nm のサイズを有すると計算された。ただしCyD自己集合体は異方性の大きい試料であり、また粒子間の相互作用の存在も否定できないため、実際のサイズを計算することは困難である。
NM-001 NMRでは、CyD自己集合体粒子を検出することができず、測定ができなかった。
NM-013 ゼータ電位計では、CyD自己集合体のゼータ電位を測定することができた。CyD自己集合体の表面をアミノ修飾するとゼータ電位はプラスになった(+20mV前後）。一方で四級アンモニウムイオンを修飾するとゼータ電位はさらに大きくプラスとなった(+70mV前後)。粒子形状が異方的であるため正確なゼータ電位を得ることは難しいが、粒子表面に電離度の大きな官能基を付与することでゼータ電位を増加させることができることが分かった。
NM-006 卓上走査型電子顕微鏡装置群では、CyD自己集合体の粒子外観を観察しようとしたが、解像度の不足により観察は困難であった。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

カチオン修飾CyD自己集合体のDLS測定（水中、室温）の結果。fslは散乱強度ベース、fvolは体積ベース、fnoは粒子数ベースの平均サイズ。横軸は希釈倍率である。顕微鏡による粒子の観察では希釈倍率によるサイズ変化は認められなかったため、DLS解析に見られる濃度依存性は高粒子濃度において粒子間相互作用が生じてミクロブラウン運動が抑制され、計算上のサイズが増加したものと考えられる。

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件