本学 理工学部 共創理工学科 応用化学コース4年の伊藤岐明さん（檜垣研究室所属）が、令和６年度九州地区高分子若手研究会・冬の講演会で「高分子学会九州支部若手会優良ポスター賞」を受賞しました。

　発表題目：スルホベタイン電荷間距離過剰拡張による特異的水性液-液ミクロ相分離
　著者：伊藤岐明，光延侑莉，檜垣勇次
　発表日時：2024年 12月 5日
　発表場所：別府 豊泉荘

　天然変性タンパク質や核酸などの生体高分子が凝集して形成される細胞内液滴は，細胞内を区画化する分子機構として遺伝子発現，シグナル伝達といった細胞内制御から，神経性疾患やウイルス増殖経路に至るまで，さまざまな生命プロセスへの関与が示されています。この生命分子システムの本質を把握し，それを模倣することで革新的分子機能の実現が見込まれます。本研究室では，双性イオン高分子のみで構成される両親水性ブロック共重合体が濃厚溶液において相分離して格子状秩序構造を形成し，高分子濃度に応じて構造転移する現象を発見しています（Macromol. Chem. Phys., 2022, 224, 2200416; Macromol. Chem. Phys., 2021, 222, 2000377）。この高分子集合体は，濃度が異なる複数の高分子水溶液がナノメートルスケールで相分離した分子集合体であり，親水性／親水性分画場を内包する複雑流体として関心を集めています。しかしながら，水溶液の相分離が静電相互作用により駆動されるため，電解質濃度の高い生理的環境において相分離構造が崩壊してしまう課題がありました。本研究では，双性イオンの電荷間距離を過剰拡張した新規ブロック共重合体を合成し，水溶液の相分離挙動と電解質濃度との相関を研究しました。双性イオン電荷間距離の拡張による双極子モーメントとvan der Waals相互作用の増大に起因して，生理環境に対応する高電解質濃度においても水溶液が相分離して格子状秩序構造が形成され，電解質濃度に応じて構造転移する現象を明らかにしました。すなわち，双性イオン高分子の静電凝集相の状態を双性イオン構造により制御することで，生理環境を含む幅広い電解質濃度条件でミクロ相分離構造が構築され，電解質濃度に応じて構造転移する分子システムの設計が可能であることを示しました。当研究室で初めて発見した親水性／親水性分画場からなる新たな高分子集合体の実態に迫る研究成果です。本研究は，科学研究費助成事業（科研費）基盤研究B「水性ミクロ相分離二相系高分子集積体の創成」 JP22H02147，新学術領域研究（研究領域提案型）水圏機能材料：環境に調和・応答するマテリアル構築学の創成 「選択的水和による水圏メゾスコピック秩序構造」 JP22H04555，国立大学法人大分大学学長戦略経費の助成を受けたものです。（受賞対象発表件数：27件，受賞者数：6名）

檜垣研究室：https://yuhigakki.wixsite.com/mysite
新学術領域研究　水圏機能材料：https://www.aquatic-functional-materials.org/
関連論文

(1)    Higaki, Y.; Takahashi, M.; Masuda, T. Phase Behavior of Double Zwitterionic Block Copolymers in Water: Morphology Transition through Concentration Dependent Selectivity of Water Partitioning. Macromolecular Chemistry and Physics 2023, 224 (6), 2200416. DOI: 10.1002/macp.202200416.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/macp.202200416

(2)    Higaki, Y.; Masuda, T.; Nakamura, M.; Takahashi, M. Cononsolvency-Induced Microphase Separation of Double Hydrophilic Poly(2-ethyl-2-oxazoline)-Polycarboxybetaine Diblock Copolymers in Water-Ethanol Mixtures. Macromolecules 2023, 56 (16), 6208-6216. DOI: 10.1021/acs.macromol.3c00696.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.3c00696

令和６年度 九州地区高分子若手研究会・冬の講演会　高分子学会九州支部若手会ポスター発表賞　受賞者リスト： https://spsj.or.jp/branch/kyushu/Awards.html

　　　　　　

　　　写真１：（左）受賞した伊藤岐明さん（右）九州大学工学研究院　田中直樹　助教

　　　　　　　　　　　　写真２：表彰状