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工業物理化学第一研究室(近藤行研)

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ナノワールドの時空間制御をめざす
毎日の洗濯で使う洗剤は界面活性剤です。また私たちの体は界面活性剤(洗剤とは分子構造が異なりますが)の集合体で構成されています。このように界面活性剤はとても身近な化合物です。当研究室では界面活性剤集合体の「かたち」がどのような因子によって決まるのかを解明しようとしています。この研究が完成すれば、人工細胞ができるはず。ナノ~マイクロメートルサイズの複雑な形の構造体を特別なエネルギーを必要とせずに作ることもできるようになるでしょう。これらの研究を通して、医・薬・工など様々な分野に貢献したいと考えています。

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分子集合体の機能および形態の制御

 当研究室では,両親媒性分子(界面活性剤),すなわち分子内に疎水基と親水基をあわせもつ化合物を扱っています。洗剤や洗剤の親戚を相手にしていると言った方がわかりやすいでしょうか。私たちの体は,両親媒性分子が精緻に自己集合したもので,体内では様々な分子集合体が生命活動に関わっています。また,毎日の洗濯やシャンプー,牛乳やバター,ローションやクリームなど,あらゆる場所に界面活性剤とその集合体を見出すことができます。このように界面活性剤は非常に身近な化合物です。
 界面活性剤の研究,とくに工業的な側面からの応用に関する研究は,1900年代中頃から活発になされてきました。「表面張力の低下」,「可溶化」,「乳化」,「分散」,「湿潤」,「ぬれ」等の界面活性剤の特性は,どれをとっても私たちの生活に役立ってきたことは言うまでもありません。この観点から,当研究室では,「新たな界面活性剤の特性もきっと私たちに役立つであろう」とやや楽観的ではありますが,期待をもちつつ研究に取り組んでいます。
 当研究室では,従来の界面活性剤とは分子構造が異なる新たなタイプの界面活性剤を有機合成し,それらの溶液物性を明らかにすることを一つの目的としています。また、このように身近な界面活性剤の自己集合形態がどのように決定されるかを追究し,その集合体の機能や形成機構を工業分野を初めとする様々な分野に応用することを精力的に目指しています。

主な研究テーマ
ハイブリッド界面活性剤のユニークな溶液物性の探索と解明
 従前の界面活性剤のほとんどは、疎水基として炭化水素鎖またはフッ化炭素鎖を有するものです。当研究室ではハイブリッド界面活性剤と呼ばれる、疎水基として炭化水素鎖とフッ化炭素鎖を同時に一分子内に有する界面活性剤を合成し、その溶液物性について検討しています。分子構造が変わると、溶液物性にも大きな変化が時々あるものです。ハイブリッド界面活性剤が示すユニークな物性の応用についても研究しています。

ポリマーリポソームの調製と物性に関する研究
 薬物送達システム (DDS) へ応用可能な、または溶液環境の変化によって壊れにくいカプセル(閉鎖小胞体)として、ポリマーリポソームの調製を試みています。また、得られたポリマーリポソームの物性を評価しています。

遺伝子送達能力を有する界面活性剤の合成と物性
 DNAとイオン性コンプレックスを形成し、細胞へDNAを運搬可能なカチオン性界面活性剤を合成しています。カチオン性界面活性剤には、酸化還元活性な官能基を導入し、電気的に細胞への遺伝子導入がON-OFFできるような工夫を施しています。なお、この研究の物性は米国の大学との共同研究です。