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J-GLOBAL ID：201902242419772110   整理番号：19A1814207

固体NMR分光法によりプローブした多価イオンにより架橋されたアルギン酸ゲルの構造と動力学【JST・京大機械翻訳】

Structure and Dynamics of Alginate Gels Cross-Linked by Polyvalent Ions Probed via Solid State NMR Spectroscopy

著者 (12件)： Brus Jiri (Institute of Macromolecular Chemistry, Academy of Sciences of the Czech Republic, Czech Republic) ,  Urbanova Martina (Institute of Macromolecular Chemistry, Academy of Sciences of the Czech Republic, Czech Republic) ,  Czernek Jiri (Institute of Macromolecular Chemistry, Academy of Sciences of the Czech Republic, Czech Republic) ,  Pavelkova Miroslava (University of Veterinary and Pharmaceutical Sciences, Faculty of Pharmacy, Department of Pharmaceutics, Czech Republic) ,  Kubova Katerina (University of Veterinary and Pharmaceutical Sciences, Faculty of Pharmacy, Department of Pharmaceutics, Czech Republic) ,  Vyslouzil Jakub (University of Veterinary and Pharmaceutical Sciences, Faculty of Pharmacy, Department of Pharmaceutics, Czech Republic) ,  Abbrent Sabina (Institute of Macromolecular Chemistry, Academy of Sciences of the Czech Republic, Czech Republic) ,  Konefal Rafal (Institute of Macromolecular Chemistry, Academy of Sciences of the Czech Republic, Czech Republic) ,  Horsky Jiri (Institute of Macromolecular Chemistry, Academy of Sciences of the Czech Republic, Czech Republic) ,  Vetchy David (University of Veterinary and Pharmaceutical Sciences, Faculty of Pharmacy, Department of Pharmaceutics, Czech Republic) ,  Vyslouzil Jan (Department of Biochemistry, Faculty of Science, Masaryk University, Czech Republic) ,  Kulich Pavel (Department of Chemistry and Toxicology, Veterinary Research Institute, Czech Republic)
資料名： Biomacromolecules  (Biomacromolecules)
巻： 18  号： 8  ページ： 2478-2488  発行年： 2017年 
JST資料番号： W1325A  ISSN： 1525-7797  CODEN： BOMAF6  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： アルギン酸ゲルは,細胞移植,創傷治癒および効率的な生物活性剤送達のために,組織工学,医学および薬学において広く適用可能な優れた生体材料である。この寄与は,マイクロビーズ処方における多価イオン架橋アルギン酸ゲルの原子分解能構造と動力学への新しい包括的洞察を提供する。種々の高度な固体NMR(ssNMR)分光法を適用することにより,アルギン酸ゲル中の架橋イオンの均一な分布と高いイオン交換度を検証した。また,アルギン酸ゲルの二成分特性は,豊富なマンヌロン酸(M)残基を含む高分子鎖に沿って優先的に局在する残留水分子の濃度変動から生じることを確立した。これらの水和Mリッチブロックはサブナノメータドメインに自己集合する傾向がある。セグメント動力学で異なる2種類のアルギン酸鎖の共存を1H-13C双極子プロファイル解析により明らかにし,剛性及び移動性アルギン酸セグメントの平均変動角がそれぞれ約5~9°又は30°であることを示した。次に,13C CP/MAS NMRスペクトルは,アルギン酸ポリマーの微細構造が架橋イオンのタイプに強く依存することを示した。架橋イオン半径が減少すると,高分子鎖規則性は系統的に減少することが分かった。1H-1H相関スペクトルと一致して,比較的大きなアルカリ土類カチオン(Ba2+,Sr2+,またはCa2+)により架橋したゲルでは規則構造が見られたが,二価遷移金属イオン(Zn2+)と三価金属カチオン(Al3+)で架橋したアルギン酸鎖は顕著な不規則性を示した。しかしながら,アルギン酸鎖の観察された無秩序化はM残基に排他的に起因したが,構造的に明確なゲルはすべてグルロン酸(G)残基を含んでいた。したがって,アルギン酸鎖の自己集合を促進するメディエータとしてのMリッチブロックにおけるユニットの重要な役割を実験的に確認した。最後に,2D-27Al 3Q/MAS NMR分光法を密度汎関数理論(DFT)計算と組み合わせることにより,以前に報告されていないAl3+架橋中心の構造への洞察を提供した。特に,水の残留量が少なくても,これらの架橋単位は排他的に6倍の八面体配位を採用し,顕著な運動を示し,四重極結合定数をかなり減少させた。したがって,本研究で提示した実験戦略は,原子分解能レベルでの高品質回折データが本質的に利用できない架橋アルギン酸塩構造と動力学に関する新しい展望を提供した。Copyright 2019 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *NMR【磁気共鳴】 ,  *プローブ ,  自己集合 ,  *ゲル ,  微細構造 ,  カチオン ,  微粒子 ,  *アルギン酸 ,  二次元 ,  スペクトル ,  金属イオン ,  水和 ,  剛性 ,  重合体
準シソーラス用語： *アルギン酸ゲル , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (1件)： 多糖類  (CF10054P)

タイトルに関連する用語 (6件)： 固体NMR分光法 ,  プローブ ,  多価イオン ,  架橋 ,  アルギン酸ゲル ,  動力学