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【特集】生体適合性高分子の基盤技術と次世代バイオデバイス
Generic Technology for Biocompatible Polymer and Next.generation Biodevices
-------------------------------------------------------------------------
特集にあたって
Introduction
-------------------------------------------------------------------------
金野智浩(東京大学大学院 工学系研究科 バイオエンジニアリング専攻 特任准教授)
-------------------------------------------------------------------------
生体適合性高分子の精密設計
Accurate Design of Biocompatible Polymer
-------------------------------------------------------------------------
松野亮介(九州大学 産学連携センター 学術研究員)
生体適合性高分子を材料として用いる場合,分子量分布,構造制御に関してさほど問題にならない。では,生体適合性高分子は,高分子化学で用いられている合成方法によりどの程度制御可能だろうか。また,制御することによりどのような応用が可能であろうか。ここでは,生体適合性高分子の精密合成について概観する。
【目次】
1.はじめに
2.高分子合成法の分類
3.リビングラジカル重合
4.リビングラジカル重合による生体適合性高分子の構造制御
5.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
生体適合性高分子と水分子
Water Structure around Biocompatible Polymers
-------------------------------------------------------------------------
井上祐貴(東京大学 大学院 工学系研究科 マテリアル工学専攻 助教)
マテリアル表面の水和状態は,マテリアルの生体適合性を決定するタンパク質吸着挙動に大きく関わる。ここでは,これまで行われてきた水和状態の解析手法を紹介するとともに,われわれが最近行っている核磁気共鳴法を利用した表面特異的水和状態の解析について紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.水和状態の解析手法
3.核磁気共鳴法による水分子運動性の評価
4.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
生体適合性高分子による表面創製
Design of Biocompatible Polymer Surfaces
-------------------------------------------------------------------------
岩﨑泰彦(関西大学 化学生命工学部 化学・物質工学科 教授)
バイオマテリアルが医療に大きく貢献していることは紛れもない事実であるが,生体との不適合や適応できる期間が比較的短いことなど改善すべき課題も残されている。これらの問題を解決する手段の一つとして,生体を模倣した表面をバイオマテリアルに付与することがあげられる。近年,リン脂質極性基を側鎖にもつポリマーを利用することにより,生体と適合する表面を獲得できることが示されてきた。本稿では,このリン脂質ポリマーによるバイオマテリアル表面の創製とその特徴について紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.MPCポリマーによる表面改質
3.抗ファウリング特性
4.バイオコンジュゲーション
5.細胞培養基材
6.低摩擦表面
7.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
生体適合性高分子によるソフトバイオマテリアル創製
Soft-biomaterials based on Biocompatible Polymer Hydrogel for Advanced Cell Engineering
-------------------------------------------------------------------------
金野智浩(東京大学大学院 工学系研究科 バイオエンジニアリング専攻 特任准教授)
生体適合性高分子を要素素材とした2液混和による自発形成ハイドロゲル(ソフトバイオマテリアル)は,生体細胞や生体分子の機能を保持したまま固定化することができる。ハイドロゲルの架橋機構は可逆性を有しており,任意の時間に解離させることで固定化細胞を非侵襲的に回収することができる。このようなソフトバイオマテリアルはES細胞やiPS細胞などの機能性細胞の保存,保持マトリックスとして有用である。また,これを基盤界面とすることで細胞反応の分子レベルでの解明につながると期待される。
【目次】
1.はじめに
2.自発形成ポリマーハイドロゲル
3.ハイドロゲル内への細胞固定と機能評価
4.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
ナノニードルによる細胞内分子評価と生体適合性高分子の利用
In situ Molecular Sensing Technique in Living Cell using Nanoneedle and Biocompatible Polymer
-------------------------------------------------------------------------
木原隆典(大阪大学 大学院 基礎工学研究科 助教)
中村 史((独)産業技術総合研究所 バイオメディカル研究部門 グループリーダー)
三宅 淳(大阪大学 大学院 基礎工学研究科 教授)
細胞内において生体分子がどのような動態・反応を示すかについて,研究が活発に進められている。われわれは,直径200nmの極微小探針(ナノニードル)を用いて細胞内分子検出の研究を進めている。特に,生体適合性ポリマーを利用してナノニードルへの分子プローブの修飾と細胞内環境下での非特異的吸着の抑制を実現しており,こうしたわれわれの試みを紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.ナノニードルによる細胞操作
3.細胞内環境下におけるナノニードル表面への非特異的相互作用
4.MOMENTによる細胞内酵素活性の検出
5.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
バイオチップ関連技術
Various Technology of Biochip
-------------------------------------------------------------------------
舩岡創平(住友ベークライト㈱ S.バイオ事業部 研究部 主席研究員)
われわれはバイオチップの要素技術の一つとして,タンパク質の吸着を抑制できる表面処理を開発してきた。それらを各種バイオチップとして用いるために,DNAやタンパク質,糖鎖などの生体分子を固定化できる官能基を導入した。開発した各種バイオチップの応用例を中心に紹介する。
【目次】
1. はじめに
2.DNA固定化用プラスチック基板とその応用例
3.抗体固定化用プラスチック基板とその応用例
4.ELISA用プレートブロッキングレスタイプ
5.糖鎖固定化用プラスチック基板とその応用例
6.マイクロフルイディクス技術とその応用例
7.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
研究開発情報
Report of Research & Development
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調光ミラーデバイスの高耐久性化技術開発と応用
Development of High Durable E lectrochromic Switchable Mirror in Environment and its Applications
-------------------------------------------------------------------------
田嶌一樹((独)産業技術総合研究所 サステナブルマテリアル研究部門 環境応答機能薄膜研究グループ 研究員)
調光ミラーデバイスは電気的に鏡(反射)状態と透明状態を可逆的に切り替えることができる。新規調光窓ガラスやさまざまなデバイス応用が期待できるが,実用化には使用環境に対する高い耐久性が要求される。本稿では上記課題に関し,加速試験を用いた環境性能の把握と新規構造付与による高耐久性化技術開発の一例を紹介する。
【目次】
1.はじめに
1.1 調光ミラー
1.2 調光原理
(1)ガスクロミック方式調光ミラー
(2)エレクトロクロミック方式調光ミラー
1.3 応用研究開発
2.調光ミラーデバイスの加速環境試験と高耐久性化技術開発
2.1 方法
2.2 表面状態変化
2.3 光学スイッチング特性
3.今後の展開と期待されるアプリケーション
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New Drugs of the World
-------------------------------------------------------------------------
世界の新薬2010(2)
-------------------------------------------------------------------------
村上尚道
【目次】
5.合成法新薬各論(その2)
(1)Eribulin mesylate(エーザイ)
(2)Fingolimod hydrochloride(Novartis)
(3)Laninamivir octanoate(第一三共)
(4)Lurasidone hydrochloride(大日本住友製薬)
(5)Peramivir hydrate(塩野義製薬)
-------------------------------------------------------------------------
連載講座 高活性安定化添加剤の創造と開発をめざして
chap.1 酸素の功罪と自動酸化
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紫外線吸収剤に必要な条件―神話からの開放
Requirements of UV Absorbers - Liberation from Mythical Restriction
-------------------------------------------------------------------------
大勝靖一(工学院大学名誉教授)
紫外線吸収剤の開発に関わる分野では,神話的に信じられている観念がある。それは,「有害な紫外線をよく吸収するものは良好な紫外線吸収剤である」や「光劣化を促進する反応はヒドロペルオキシドの光ラジカル分解とNorrish反応である」というものである。今回は,これらの観念が誤りではないが紫外線吸収剤の開発には障害になることを説明し,紫外線吸収剤の開発に有用な新しい観念を実験事実に基づいて提案する。
1.はじめに
2.紫外線吸収剤の分子吸光係数(ε)について
3.紫外線吸収剤の最大吸収波長(λmax)について
4.紫外線吸収剤の誤解をもたらす要因
4.1 化合物A,Cの生成について
4.2 化合物D,E,Iの生成について
5.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
連載 触媒からみる化学工業の未来-31
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LPGの合成触媒
-------------------------------------------------------------------------
室井髙城(アイシーラボ 代表;早稲田大学 招聘研究員;神奈川大学 非常勤講師)
LPGはLNGと異なり室温で容易に液化するため,輸送がきわめて容易である。特にガスパイプの敷設が困難な郊外や地方では重要な家庭燃料として用いられている。電力の大幅な設備投資が困難となりつつある現在,特に分散型燃料として天然ガスからのLPG合成が注目されている。
1.LPG
2.LPG の合成ルート
2.1 間接法
2.2 半間接法
2.3 直接法
3.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
ケミカルプロフィル
-------------------------------------------------------------------------
ネオジム
(Neodymium)
-------------------------------------------------------------------------
(1)概要
(2)毒性
(3)製法
(4)生産
(5)需要
(6)価格
-------------------------------------------------------------------------
レゾルシン
(Resorcinol)
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(1)概要
(2)毒性
(3)製法
(4)生産
(5)需要
(6)価格
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ニュースダイジェスト
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海外編
国内編
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Generic Technology for Biocompatible Polymer and Next.generation Biodevices
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特集にあたって
Introduction
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金野智浩(東京大学大学院 工学系研究科 バイオエンジニアリング専攻 特任准教授)
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生体適合性高分子の精密設計
Accurate Design of Biocompatible Polymer
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松野亮介(九州大学 産学連携センター 学術研究員)
生体適合性高分子を材料として用いる場合,分子量分布,構造制御に関してさほど問題にならない。では,生体適合性高分子は,高分子化学で用いられている合成方法によりどの程度制御可能だろうか。また,制御することによりどのような応用が可能であろうか。ここでは,生体適合性高分子の精密合成について概観する。
【目次】
1.はじめに
2.高分子合成法の分類
3.リビングラジカル重合
4.リビングラジカル重合による生体適合性高分子の構造制御
5.おわりに
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生体適合性高分子と水分子
Water Structure around Biocompatible Polymers
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井上祐貴(東京大学 大学院 工学系研究科 マテリアル工学専攻 助教)
マテリアル表面の水和状態は,マテリアルの生体適合性を決定するタンパク質吸着挙動に大きく関わる。ここでは,これまで行われてきた水和状態の解析手法を紹介するとともに,われわれが最近行っている核磁気共鳴法を利用した表面特異的水和状態の解析について紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.水和状態の解析手法
3.核磁気共鳴法による水分子運動性の評価
4.おわりに
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生体適合性高分子による表面創製
Design of Biocompatible Polymer Surfaces
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岩﨑泰彦(関西大学 化学生命工学部 化学・物質工学科 教授)
バイオマテリアルが医療に大きく貢献していることは紛れもない事実であるが,生体との不適合や適応できる期間が比較的短いことなど改善すべき課題も残されている。これらの問題を解決する手段の一つとして,生体を模倣した表面をバイオマテリアルに付与することがあげられる。近年,リン脂質極性基を側鎖にもつポリマーを利用することにより,生体と適合する表面を獲得できることが示されてきた。本稿では,このリン脂質ポリマーによるバイオマテリアル表面の創製とその特徴について紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.MPCポリマーによる表面改質
3.抗ファウリング特性
4.バイオコンジュゲーション
5.細胞培養基材
6.低摩擦表面
7.おわりに
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生体適合性高分子によるソフトバイオマテリアル創製
Soft-biomaterials based on Biocompatible Polymer Hydrogel for Advanced Cell Engineering
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金野智浩(東京大学大学院 工学系研究科 バイオエンジニアリング専攻 特任准教授)
生体適合性高分子を要素素材とした2液混和による自発形成ハイドロゲル(ソフトバイオマテリアル)は,生体細胞や生体分子の機能を保持したまま固定化することができる。ハイドロゲルの架橋機構は可逆性を有しており,任意の時間に解離させることで固定化細胞を非侵襲的に回収することができる。このようなソフトバイオマテリアルはES細胞やiPS細胞などの機能性細胞の保存,保持マトリックスとして有用である。また,これを基盤界面とすることで細胞反応の分子レベルでの解明につながると期待される。
【目次】
1.はじめに
2.自発形成ポリマーハイドロゲル
3.ハイドロゲル内への細胞固定と機能評価
4.おわりに
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ナノニードルによる細胞内分子評価と生体適合性高分子の利用
In situ Molecular Sensing Technique in Living Cell using Nanoneedle and Biocompatible Polymer
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木原隆典(大阪大学 大学院 基礎工学研究科 助教)
中村 史((独)産業技術総合研究所 バイオメディカル研究部門 グループリーダー)
三宅 淳(大阪大学 大学院 基礎工学研究科 教授)
細胞内において生体分子がどのような動態・反応を示すかについて,研究が活発に進められている。われわれは,直径200nmの極微小探針(ナノニードル)を用いて細胞内分子検出の研究を進めている。特に,生体適合性ポリマーを利用してナノニードルへの分子プローブの修飾と細胞内環境下での非特異的吸着の抑制を実現しており,こうしたわれわれの試みを紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.ナノニードルによる細胞操作
3.細胞内環境下におけるナノニードル表面への非特異的相互作用
4.MOMENTによる細胞内酵素活性の検出
5.おわりに
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バイオチップ関連技術
Various Technology of Biochip
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舩岡創平(住友ベークライト㈱ S.バイオ事業部 研究部 主席研究員)
われわれはバイオチップの要素技術の一つとして,タンパク質の吸着を抑制できる表面処理を開発してきた。それらを各種バイオチップとして用いるために,DNAやタンパク質,糖鎖などの生体分子を固定化できる官能基を導入した。開発した各種バイオチップの応用例を中心に紹介する。
【目次】
1. はじめに
2.DNA固定化用プラスチック基板とその応用例
3.抗体固定化用プラスチック基板とその応用例
4.ELISA用プレートブロッキングレスタイプ
5.糖鎖固定化用プラスチック基板とその応用例
6.マイクロフルイディクス技術とその応用例
7.おわりに
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研究開発情報
Report of Research & Development
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調光ミラーデバイスの高耐久性化技術開発と応用
Development of High Durable E lectrochromic Switchable Mirror in Environment and its Applications
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田嶌一樹((独)産業技術総合研究所 サステナブルマテリアル研究部門 環境応答機能薄膜研究グループ 研究員)
調光ミラーデバイスは電気的に鏡(反射)状態と透明状態を可逆的に切り替えることができる。新規調光窓ガラスやさまざまなデバイス応用が期待できるが,実用化には使用環境に対する高い耐久性が要求される。本稿では上記課題に関し,加速試験を用いた環境性能の把握と新規構造付与による高耐久性化技術開発の一例を紹介する。
【目次】
1.はじめに
1.1 調光ミラー
1.2 調光原理
(1)ガスクロミック方式調光ミラー
(2)エレクトロクロミック方式調光ミラー
1.3 応用研究開発
2.調光ミラーデバイスの加速環境試験と高耐久性化技術開発
2.1 方法
2.2 表面状態変化
2.3 光学スイッチング特性
3.今後の展開と期待されるアプリケーション
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New Drugs of the World
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世界の新薬2010(2)
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村上尚道
【目次】
5.合成法新薬各論(その2)
(1)Eribulin mesylate(エーザイ)
(2)Fingolimod hydrochloride(Novartis)
(3)Laninamivir octanoate(第一三共)
(4)Lurasidone hydrochloride(大日本住友製薬)
(5)Peramivir hydrate(塩野義製薬)
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連載講座 高活性安定化添加剤の創造と開発をめざして
chap.1 酸素の功罪と自動酸化
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紫外線吸収剤に必要な条件―神話からの開放
Requirements of UV Absorbers - Liberation from Mythical Restriction
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大勝靖一(工学院大学名誉教授)
紫外線吸収剤の開発に関わる分野では,神話的に信じられている観念がある。それは,「有害な紫外線をよく吸収するものは良好な紫外線吸収剤である」や「光劣化を促進する反応はヒドロペルオキシドの光ラジカル分解とNorrish反応である」というものである。今回は,これらの観念が誤りではないが紫外線吸収剤の開発には障害になることを説明し,紫外線吸収剤の開発に有用な新しい観念を実験事実に基づいて提案する。
1.はじめに
2.紫外線吸収剤の分子吸光係数(ε)について
3.紫外線吸収剤の最大吸収波長(λmax)について
4.紫外線吸収剤の誤解をもたらす要因
4.1 化合物A,Cの生成について
4.2 化合物D,E,Iの生成について
5.おわりに
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連載 触媒からみる化学工業の未来-31
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LPGの合成触媒
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室井髙城(アイシーラボ 代表;早稲田大学 招聘研究員;神奈川大学 非常勤講師)
LPGはLNGと異なり室温で容易に液化するため,輸送がきわめて容易である。特にガスパイプの敷設が困難な郊外や地方では重要な家庭燃料として用いられている。電力の大幅な設備投資が困難となりつつある現在,特に分散型燃料として天然ガスからのLPG合成が注目されている。
1.LPG
2.LPG の合成ルート
2.1 間接法
2.2 半間接法
2.3 直接法
3.おわりに
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ケミカルプロフィル
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ネオジム
(Neodymium)
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(1)概要
(2)毒性
(3)製法
(4)生産
(5)需要
(6)価格
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レゾルシン
(Resorcinol)
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(1)概要
(2)毒性
(3)製法
(4)生産
(5)需要
(6)価格
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ニュースダイジェスト
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海外編
国内編
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