酸化反応によって溶けた後、ひとりでにもう一度固まる不思議なゼリー状物質を発見!

　ナノスケールの構造体の変化を調べるために顕微鏡を用いて、Fmoc-CBzlヒドロゲルの酸化反応による応答挙動を観察した結果、ヒドロゲル状態で存在していたナノファイバーネットワークが酸化反応の進行と伴に消失し、ナノ粒子に変化した後、しばらくすると再びナノファイバーネットワークが自発的に出現することを突き止めました。このようなナノ構造体の構造変化 (ナノファイバーネットワーク → ナノ粒子 → ナノファイバーネットワーク) は、巨視的な状態変化 (ヒドロゲル → 水溶液 (ゾルとも呼ばれる) → ヒドロゲル) とよく相関することを解明しました (図３B) 。つまり、巨視的な状態変化は、酸化反応によってナノファイバーネットワークを形成していたFmoc-CBzlが少なくなり、その代わり増えてくる、Fmoc-CBzl-(S)-Oの影響でナノ粒子に変化するものの、時間が経過すると、今度はFmoc-CBzl-(R)-Oの影響で再びナノファイバーネットワークに変化したと解釈できます。

【画像：https://kyodonewsprwire.jp/img/202406212497-O8-C001LiRR】

図3　顕微鏡観察による酸化反応応答メカニズムの解明 (A) Fmoc-CBzlの酸化反応によって得られるスルホキシド型分子である２種類の異性体 (Fmoc-CBzl-(R)-O, Fmoc-CBzl-(S)-O) が示す自己集合挙動 (B) Fmoc-CBzlヒドロゲルが示す、過酸化水素 (H2O2) 添加後の応答挙動 (ゲル → ゾル → ゲル 相転移挙動) (図2B)を蛍光および原子間力顕微鏡で経時的に観察した結果得られた画像

【今後の展開】

　本研究で開発したようなヒドロゲルの内部には、細胞やバイオ医薬品を包埋できることが知られており、新たな医療用材料としての応用開拓が期待されます。

【謝辞】

　本研究の一部は、日本学術振興会 科学研究費補助金 (基盤研究(B) No. 23H01815)、東海国立大学機構 融合フロンティア次世代リサーチャー事業•メイク・ニュー・スタンダード次世代研究事業 (国立研究開発法人科学技術振興機構（JST）「次世代研究者挑戦的研究プログラム」) の支援を受けて行われました。論文のオープンアクセス化に関して本学図書館の支援を受けました。

【用語解説】

注１　弾性

外から力 (応力) を加えると変形 (ひずみ) が生じるが、力を解除すると元の形に戻ろうとする性質。