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Isono Takuya

Faculty of Engineering　Applied Chemistry　Chemistry of Functional MoleculesProfessor

Researcher basic information

■ Degree
  • 博士（工学）, 北海道大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ Various IDs
ORCID IDJ-Global ID■ Research Keywords and Fields
Research Keyword
  • Biodegradable polymer
  • Glycopolymer
  • Microphase separation
  • Self-assembly
  • Organocatalysis
  • Block copolymer
  • Macromolecular architecture
  • Living polymerization
  • Polymer synthesis
Research Field
  • Nanotechnology/Materials, Polymer materials
  • Nanotechnology/Materials, Polymer chemistry
■ Educational Organization

Career

■ Career
Career
  • Apr. 2026 - Present
    Hokkaido University, Faculty of Engineering, Professor
  • Apr. 2021 - Mar. 2026
    Hokkaido University, Faculty of Engineering, Associate Professor
  • Oct. 2015 - Mar. 2021
    Hokkaido University, Faculty of Engineering, Assistant professor
  • May 2014 - Sep. 2015
    Hokkaido University, Faculty of Engineering, Specially appointed assistant professor
  • Apr. 2014 - Apr. 2014
    Hokkaido University, Research fellow of JSPS (PD)
  • Apr. 2012 - Mar. 2014
    Hokkaido University, Research fellow of JSPS (DC1)
Educational Background
  • Oct. 2011 - Mar. 2014, Hokkaido University, Graduate School of Chemical Sciences and Engineering, Ph.D. Course
  • Apr. 2010 - Sep. 2011, Hokkaido University, Graduate School of Chemical Sciences and Engineering, Master Course
  • Apr. 2008 - Mar. 2010, Tomakomai National College of Technology, Advanced Course, Environmental System Course
Committee Memberships
  • Jul. 2024 - Present
    高分子学会, 代議員, Society
  • Jul. 2022 - Jun. 2024
    高分子学会, 北海道支部会計担当, Society

Research activity information

■ Awards
  • Mar. 2022, 公益財団法人 江野科学振興財団, 田中ゴム科学技術賞
    環状トポロジー高分子からなる（擬）ロタキサン構造に着目した高分子材料強化
    磯野拓也
  • Feb. 2022, 日本化学会北海道支部, 日本化学会北海道支部奨励賞
    多環状高分子の新規合成法開発
  • Dec. 2021, MDPI, Nanomaterials 2021 Young Investigator Award
  • Mar. 2021, 北海道大学大学院工学研究院, 若手教員奨励賞
  • Oct. 2020, 北海道大学, 部局横断型若手研究助成事業 奨励賞
  • Mar. 2020, 高分子学会, 高分子研究奨励賞
    置換エポキシドの精密重合を基盤とした機能性ポリエーテルの合成
  • Jun. 2019, CUPAL優秀活動賞
    磯野 拓也
  • Sep. 2018, GISAS2018, Best Poster Award
    Takuya Isono
  • Dec. 2015, 井上科学振興財団, 第32回井上研究奨励賞
    脂肪族ポリエステルを基盤とした特殊構造ブロック共重合体の合成とバルク特性に関する研究
    磯野 拓也
  • Sep. 2013, 第20回国際先端錯体工学研究会, SPACC-20 Poster Award
    Takuya Isono
  • Nov. 2012, Korea-Japan Joint Symposium 2012: Future Perspectives of Functional Polymers, KJJS The Best Poster Award
    Takuya Isono
  • Feb. 2012, 高分子学会, 第46回高分子学会北海道支部研究発表会優秀ポスター賞
    磯野 拓也
  • Nov. 2011, Japan-Korea Joint Symposium 2011: Advanced Soft Nanomaterials, JKJS2011 Incentive Poster Award
    磯野 拓也
  • Aug. 2010, 高分子学会, 2010年度北海道高分子若手研究会最優秀発表賞
    磯野 拓也
  • Dec. 2009, 日本学生支援機構, 平成21年度日本学生支援機構優秀学生顕彰 学術分野 奨励賞
    磯野 拓也
  • Sep. 2009, 日本化学会, 平成21年度夏季日本化学会北海道支部優秀講演賞
    磯野 拓也
  • Aug. 2009, 高分子学会, 2009年度北海道高分子若手研究会優秀発表賞
    磯野 拓也
  • Mar. 2008, 日本化学会, 平成19年度日本化学会北海道支部賞
    磯野 拓也
■ Papers
■ Other Activities and Achievements
■ Books and other publications
  • Organocatalysts in Polymer Chemistry: Synthesis and Applications
    Feng Li; Takuya Isono; Toshifumi Satoh, Organocatalyzed Ring-Opening Polymerization of Cyclic Esters Toward Degradable Polymers
    Wiley-VCH, Mar. 2025, 9783527352418, [Contributor]
  • ラジカル重合ハンドブック
    間藤 芳允; 磯野 拓也; 佐藤 敏文, ラジカル環化重合：特徴と様式
    エヌ・ティー・エス, Dec. 2023, 9784860438715, 29, [4], 3, 14, 946, 21p, Japanese, [Contributor]
  • ラジカル重合ハンドブック
    磯野 拓也; 間藤 芳允; 佐藤 敏文, 特殊構造高分子の合成
    エヌ・ティー・エス, Dec. 2023, 9784860438715, 29, [4], 3, 14, 946, 21p, Japanese, [Contributor]
  • 先端半導体製造プロセスの最新動向と微細化技術
    西村 大輝、磯野 拓也、佐藤 敏文, 第4章 第6節 単分散ブロック共重合体の合成とシングルナノ相分離構造の構築
    技術情報協会, Sep. 2023, 9784861049828, 630p, Japanese, [Joint work]
  • Topological Polymer Chemistry - Concepts and Practices
    Brian J. Ree; Takuya Isono; Toshifumi Satoh, Morphological Significances of Cyclic Polymers in Solution and Solid State
    Springer Singapore, Feb. 2022, [Contributor]
  • 環状高分子の合成と機能発現
    磯野 拓也; 佐藤 敏文, 有機分子触媒とクリック反応の組み合わせによる両親媒性環状ブロック共重合体の合成
    シーエムシー出版, Dec. 2018, [Contributor]
  • 構造制御による革新的ソフトマテリアル創成
    磯野 拓也; 佐藤 敏文, 開環重合を用いたブロック共重合体の合成
    化学同人, May 2018, [Contributor]
  • 有機分子触媒の開発と工業利用
    磯野 拓也; 佐藤 敏文, 有機触媒重合を活用した機能性高分子材料の開発
    シーエムシー出版, Mar. 2018, [Contributor]
  • 有機分子触媒の化学－モノづくりのパラダイムシフト
    磯野 拓也; 佐藤 敏文, ポリマー合成への応用
    化学同人, Nov. 2016, [Contributor]
  • Encyclopedia of Polymeric Nanomaterials
    Takuya Isono, Poly(cyclic olefin)s
    Springer, Jun. 2015, [Contributor]
■ Lectures, oral presentations, etc.
  • 多環状高分子の簡便合成法開発とその応用
    磯野拓也
    第 194 回東海高分子研究会講演会 （2025年夏季合宿）, 30 Aug. 2025, Japanese, Invited oral presentation
    [Invited]
  • オリゴ糖を活用したバイオベース高分子材料の創出
    磯野拓也
    25－1エコマテリアル研究会, 18 Jul. 2025, Public discourse
    [Invited]
  • オリゴ糖鎖含有ブロックコポリマー：合成と応用
    磯野拓也
    技術情報協会セミナー DSAリソグラフィー, 27 Jun. 2025, Public discourse
    [Invited]
  • 多環状高分子の合成とゴム材料としての応用
    磯野拓也
    ゴム協会アドバンストセミナー, 28 Jan. 2025, Public discourse
    [Invited]
  • Designing Bio-Based Elastomers Using Oligosaccharides
    Takuya Isono
    International Symposium on Biopolymers 2024, 21 Oct. 2024, English, Invited oral presentation
    [Invited]
  • Diverse PS-b-PMMA Derivatives via Post-Polymerization Modifications
    Takuya Isono
    DSA2024, 17 Oct. 2024, English, Public symposium
    [Invited]
  • Cellooligosaccharide-containing Block Copolymers for Biobased Polymer Applications
    Japan-Taiwan Bilateral Polymer Symposium 2024, 27 Jul. 2024, English, Invited oral presentation
    [Invited]
  • Post-polymerization modification of pristine PS-b-PMMA
    Takuya Isono
    The 41st International Conference of Photopolymer Science and Technology, 24 Jun. 2024, English, Invited oral presentation
    [Invited]
  • オリゴ糖を基盤としたバイオベース高分子材料の開発
    磯野拓也
    第73回高分子学会年次大会, 06 Jun. 2024, Invited oral presentation
    [Invited]
  • Oligosaccharides as Hard Segments for Fully Biobased Elastomers
    Takuya Isono
    French Brazilian Meeting on Polymers 2024, 23 Apr. 2024, English, Invited oral presentation
    [Invited]
  • Bio-based polymer design based on oligosaccharide
    Takuya Isono
    日本化学会第104春季年会, 19 Mar. 2024, English, Invited oral presentation
    [Invited]
  • オリゴ糖鎖を活用したバイオベースエラストマーの開発
    磯野拓也
    高分子同友会勉強会, 07 Aug. 2023, Public discourse
    [Invited]
  • 糖鎖導入を鍵としたバイオベース高分子材料の開発
    磯野拓也
    日本接着学会東北・北海道支部講演会 2022, 21 Oct. 2022, Public discourse
    [Invited]
  • 多環状高分子の合成と構造・物性評価
    磯野拓也
    高分子講演会（東海）-II, 25 Jan. 2022, Public discourse
    [Invited]
  • Post-Polymerization Modification of PS-b-PMMA: A Strategy for Fine-Tuning the Microphase-Separated Nanostructures
    Takuya Isono
    34th International Microprocesses and Nanotechnology Conference, 29 Oct. 2021, English, Invited oral presentation
    [Invited]
  • Oligosaccharides as Hard Segments for Bio-Based Elastomers
    Takuya Isono
    Taiwan-Japan Bilateral Polymer Symposium 2021, 28 Oct. 2021, English, Invited oral presentation
    [Invited]
  • Oligosaccharide-based Block Copolymers: Synthesis, Self-Assembly, and Applications
    Takuya Isono
    Asia Pacific Society for Materials Research 2021, 21 Aug. 2021, English, Invited oral presentation
    [Invited]
  • Designing Bio-based Elastomers by Installing Oligosaccharide Segments
    Takuya Isono
    2022 International Conference on Modern Challenges in Polymer Science and Technology, 19 Jan. 2021, English, Invited oral presentation
    [Invited]
  • 糖鎖含有ブロック共重合体の合成、自己組織化、応用
    磯野拓也
    2020年繊維学会秋季研究発表会, 05 Nov. 2020, Invited oral presentation
    [Invited]
  • Synthesis and Self-Assembly of Oligosaccharide-Based Block Copolymers
    Takuya Isono
    SmaSys 2019, 10 Oct. 2019, English, Public discourse
    [Invited]
  • Post-Polymerization Modification of PS-b-PMMA for Achieving Sub-10 nm Patterning
    Takuya Isono
    Japan Taiwan Bilateral Polymer Symposium 2019, 25 Jul. 2019, English, Invited oral presentation
    [Invited]
  • Post-Polymerization Modification of PS-b-PMMA to Create Novel DSA Materials
    Takuya Isono
    Asian French Workshop 2019, 20 Jul. 2019, English, Invited oral presentation
    [Invited]
  • PS-b-PMMAの重合後修飾による新規DSA材料の開発
    磯野拓也
    応用物理学会次世代リソグラフィ（NGL）技術研究会, 04 Jul. 2019, Public discourse
    [Invited]
  • オリゴ糖鎖含有ブロック共重合体の精密合成と自己組織化
    磯野拓也
    第28回日本MRS年次大会, 20 Dec. 2018, Invited oral presentation
    [Invited]
  • Synthesis and Self-Assembly of Sugar-Based Monodisperse Block Copolymers
    Takuya Isono
    Taiwan Japan Bilateral Polymer Symposium 2018, 02 Oct. 2018, English, Invited oral presentation
    [Invited]
  • Synthesis and Morphology of Sugar-Containing Low Molecular Weight Block Copolymers
    Takuya Isono
    Japan-Korea Joint Symposium on Polymer Science 2018, 26 Jul. 2018, English, Invited oral presentation
    [Invited]
  • Synthesis and Nanostructure of Monodisperse Block Copolymers Consisting of Sugar and Solanesol Segments
    Takuya Isono
    Asian French Workshop 2018, 15 Jun. 2018, English, Invited oral presentation
    [Invited]
  • Synthesis of Architecturally Complex Block Copolyethers via Super Base-Catalyzed Living Ring-Opening Polymerization
    Takuya Isono
    Japan-Taiwan Bilateral Polymer Symposium 2017, 07 Sep. 2017, English, Invited oral presentation
    [Invited]
  • Aqueous Self-Assembly of Hybrid Block Copolymers Consisting of Polycaprolactone and Maltoheptaose
    Takuya Isono
    France-Japan Joint Seminar 2015 on Functional Block Copolymers, 21 Sep. 2015, Bengali, Invited oral presentation
    [Invited]
  • Sub-20 nm Scale Nanoorganization in Architecturally Complex Block Copolymers
    Takuya Isono
    Japan-Taiwan Bilateral Polymer Symposium 2015, 04 Sep. 2015, English, Invited oral presentation
    [Invited]
  • Synthesis and Morphological Characterization of Linear Diblock and Miktoarm Star Copolymers Consisting of Polyfluorene and Polylactide
    Takuya Isono
    Japan-France Joint Seminar 2015 on Functional Block Copolymers, 01 Jun. 2015, English, Invited oral presentation
    [Invited]
  • 自己組織化ナノ構造を発現するオリゴ糖含有ブロックコポリマーの精密合成
    磯野拓也
    セルロース学会北海道・東北支部セミナー, 28 Jan. 2015, Public discourse
    [Invited]
  • Synthesis of Architecturally Complex Polyethers via t-Bu-P4-Catalyzed Ring-Opening Polymerization
    Takuya Isono
    France-Japan Joint Seminar 2014 on Functional Block Copolymers, 14 Sep. 2014, English, Invited oral presentation
    [Invited]
  • オリゴ糖含有ブロックコポリマーの合成と自己組織化
    磯野拓也
    2014年度北海道高分子若手会, 30 Aug. 2014, Invited oral presentation
    [Invited]
  • Sub-20 nm Scale Nanoorganization in Architecturally Complex Block Copolymers Consisting of Maltoheptaose and Polycaprolactone
    Takuya Isono
    Japan-France Joint Seminar 2014 on Functional Block Copolymers, 21 May 2014, English, Invited oral presentation
    [Invited]
■ Syllabus
  • 応用化学特別講義, 2024年, 修士課程, 総合化学院
  • 大学院共通授業科目（一般科目）：自然科学・応用科学, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • 先端総合化学特論Ⅱ, 2024年, 博士後期課程, 総合化学院
  • 応用化学特別講義, 2024年, 修士課程, 総合化学院
  • 分子材料化学特論, 2024年, 修士課程, 総合化学院
  • 先端総合化学特論Ⅱ, 2024年, 博士後期課程, 総合化学院
  • 現代化学概論, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 工学特別講義, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 高分子化学Ⅱ, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 応用化学学生実験Ⅴ, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 高分子機能化学, 2024年, 学士課程, 工学部
■ Affiliated academic society
  • THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN
  • THE SOCIETY OF POLYMER SCIENCE, JAPAN
  • THE SOCIETY OF RUBBER SCIENCE AND TECHNOLOGY
■ Research Themes
  • Expanding the Material and Functional Properties of Carbohydrate-Based Polymers through Nanoscale Multiphase Structure Control
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2025 - 31 Mar. 2028
    磯野 拓也
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 25K01823
  • Development of additive manufacturing method for CFRP using resin impregnation method by electrodeposition and imparting impact resistance and heat absorption properties
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2024 - 31 Mar. 2028
    片桐 一彰; 戸谷 剛; 奥村 俊彦; 岸本 直子; 磯野 拓也; 本田 真也
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hiroshima University, 24K00763
  • Development of low environmental impact-marine biodegradable polymers by combining rapid degradability evaluation and data-driven analysis
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2024 - 31 Mar. 2027
    佐藤 敏文; 高橋 憲司; LI FENG; 竹内 裕; 磯野 拓也
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Hokkaido University, 24H00766
  • 糖質系ハイブリッドポリマーの精密設計を基盤とした次世代サステイナブル材料の国際共同開発
    先端国際共同研究推進事業
    Feb. 2024 - Mar. 2027
    科学技術振興機構, 次世代のためのASPIRE, Principal investigator
  • 多糖の分解と再構成による資源循環型オリゴ糖ベース材料の創出
    戦略的創造研究推進事業
    Oct. 2023 - Mar. 2027
    科学技術振興機構, さきがけ, Principal investigator
  • Fundamental and application studies of macro-rotaxane
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    28 Jun. 2024 - 31 Mar. 2026
    磯野 拓也
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory), Hokkaido University, 24K21788
  • Designing High-Performance Bio-Based Polymer Materials by Installing Saccharide Segments
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    07 Oct. 2021 - 31 Mar. 2025
    磯野 拓也
    本研究は、日仏台の3か国共同体制によって、糖鎖をバイオベース原料ならびに機能発現部位として活用することで、高強度・高靭性バイオベース高分子材料を創出することを目的としている。今年度は下記の3点について重点的に検討を進めた。
    ①糖鎖ブロックの合成検討：バイオベース高分子の根幹となる糖鎖ブロックの合成検討を行った。糖鎖としてセルロースを選択し、酵素合成法によって還元末端に反応性基（プロパルギル基）を導入した低分子量セルロースを精密合成した。材料物性と生分解性の両立を目指し、得られた末端官能基化セルロースを様々なアセチル化条件に付すことで置換度を制御した末端官能基化アセチルセルロースの合成に成功した。
    ②糖鎖ベースエラストマーの合成：各置換度のアセチルセルロースを両末端アジド化ポリデカノラクトンとクリック反応させることで、ハード-b-ソフト-b-ハード型のトリブロック共重合体を合成した。得られたブロック共重合体は糖鎖とポリデカノラクトン間でミクロ相分離し、置換度の減少とともにより規則的なミクロ相分離構造を形成することを見出した。引張試験を行った結果、柔らかく伸びる性質が確認され、セルロースベースのエラストマー材料の開発に成功した。
    ③相溶化剤としての応用：また、上記で得た酢酸セルロースを用いることで、ポリカプロラクトンと酢酸セルロースからなるブロック共重合体を合成した。これを酢酸セルロースとポリカプロラクトンからなるブレンドに添加すると、柔らかいポリデカノラクトンドメインの相溶化により破断伸びを向上させることに成功した。
    以上に加えて、海外共同研究者であるBorsali（フランス）、Chen（台湾）およびChiu（台湾）らそれぞれとオンラインミーティングを開催した。本研究プロジェクトに関する進捗状況や今後の研究方針、来年度以降の渡航スケジュールなどについてオンラインで議論を行った。
    Japan Society for the Promotion of Science, Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B)), Hokkaido University, 21KK0096
  • 巨大環状成分からなるロタキサンの構築と機能開拓
    ２０２３年度 基礎科学研究助成
    Oct. 2023 - Oct. 2024
    公益財団法人住友財団, Principal investigator
  • Strategic creation of polymer-lipid hybrid nanoparticles for tissue-selective nucleic acid delivery
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
    30 Jun. 2022 - 31 Mar. 2024
    Isono Takuya
    In this study, structurally and physicochemically diverse amino-functionalized polyesters (APEs) were precisely synthesized, aiming to create nanocarriers capable of selectively delivering nucleic acids to various major organs through screening of APE-based polymer-lipid hybrid nanoparticles (PLNPs). Specifically, APEs were synthesized via ring-opening polymerization of caprolactone derivatives using aminoalcohols. A library comprising over 100 variants was constructed by varying initiators, monomers, and degrees of polymerization. Among them, several PLNPs incorporating APE components demonstrated selectivity towards the lungs and spleen. Additionally, the ring-opening alternating copolymerization of glycidylamine and cyclic anhydrides was explored as a method to construct a novel APE library.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory), Hokkaido University, 22K19907
  • バイオベースプラスチックの高機能化に関する研究
    Apr. 2023 - Mar. 2024
    企業との協同研究, Principal investigator
  • エントロピー駆動型の高分子ロタキサン形成を基盤とした新規材料創製
    一般研究助成
    Apr. 2023 - Mar. 2024
    公益財団法人東京応化科学技術振興財団, Principal investigator
  • Development of Monodisperse Block Polymers for High Precision and High Resolution Nanofabrication
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2020 - 31 Mar. 2023
    Isono Takuya
    Microphase-separated structure formed by block copolymers (BCPs) is promising as a template for constructing nanostructures, and the application in nanofabrication with single-nanometer resolution is highly expected. To achieve precise nanofabrication in such ultrasmall size region, conventional polydisperse BCPs are no longer sufficient, and monodisperse BCPs will become the mainstream in the future. In this study, we aimed to establish molecular design guidelines of monodisperse BCPs for constructing asymmetric lamellar structures and network structures required for engineering applications. We focused on BCPs based on monodisperse oligosaccharides and carried out systematic synthesis. As a result, we succeeded in obtaining asymmetric lamellar and network microphase-separated structures (DG, Fddd, and HPL).
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 20H02792
  • 環状トポロジー高分子からなる（擬）ロタキサン構造に着目した高分子材料強化
    研究助成（田中康之ゴム科学賞）
    Apr. 2022 - Mar. 2023
    公益財団法人江野科学振興財団, Principal investigator
  • カチオン性 脂肪族ポリエステル ライブラリーの迅速構築に基づく肺選択 的遺伝子送達ナノキャリアの探索
    Apr. 2022 - Mar. 2023
    磯野拓也
    公益財団法人 寿原記念財団, Principal investigator
  • Development of the manufacturing method of CFRP lattice structure by using electrodeposition resin impregnation method and its application technology
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    Apr. 2020 - Mar. 2023
    Katagiri Kazuaki
    The lattice structure made of carbon fiber-reinforced composite material is a lightweight, high-strength structure that takes full advantage of the stiffness and strength of carbon fiber. However, there are many restrictions on manufacturing lattice structures. In this research, we applied a unique electrodeposition resin impregnation method in which carbon fibers are immersed in an electrodeposition solution used for automobile painting, and a current is applied to deposit and impregnate the fiber surface with resin. (A) We have developed a manufacturing method for the lattice structure. In addition, (B) we demonstrated a method to strengthen the lattice structure by adding cellulose nanofibers, which are sustainable resources and have excellent strength. Furthermore, (C) we progressed with the development of a method to combine heat storage material with resin impregnation at the same time as realizing a lightweight, high-performance CFRP heat sink.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology, Coinvestigator, 20H02039
  • 脂肪族ポリエステルの実践的合成を目指した高活性固定化触媒の開発
    豊田理研スカラー共同研究
    Apr. 2021 - Sep. 2022
    磯野拓也
    Principal investigator
  • 糖類/生分解ポリマー複合体に関する応用研究
    企業との共同研究
    Feb. 2020 - Mar. 2022
    磯野拓也
    Principal investigator
  • Efficient anticancer drug delivery using a network structure of nanocellulose with a super high aspect ratio
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2019 - Mar. 2022
    Tajima Kenji
    Nanofibrillated bacterial cellulose (NFBC) exhibits shear-shearing flow behavior, in which the viscosity decreases with increasing shear rate even at low concentrations, and its high aspect ratio is confirmed to form a network structure. Various surface modification methods, such as silane coupling and grafting, were investigated to add new functions to NFBC. As for the drug delivery, by supplementing the anticancer drug in the dense network structure, it was possible to suppress the toxicity and efficiently deliver the drug to cancer cells intraperitoneally.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Competitive research funding, 19H02549
  • Design of block copolymer to create single-nanosized microphase structure
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2019 - Mar. 2022
    Satoh Toshifumi
    This study aims to establish new methodologies for controlling the periodicity (domain-spacing) of the microphase-separated structure formed by block copolymers (BCP) to about 5 nm. As a methodology to achieve this, in this study, we mainly examined (1) the restriction of the polymer chain dimension by introducing intramolecular cross-linking into BCP and (2) the introduction of macrocyclic units into BCP. As a result, in the methodology (1), the introduction of intramolecular cross-linking succeeded in reducing the domain-spacing by up to 47%, and in the methodology (2), the domain-spacing was reduced by up to 76% as compared with the corresponding linear BCP.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Competitive research funding, 19H02769
  • 糖鎖セグメントの導入を鍵とする高付加価値バイオベースポリマーの設計
    豊田理研スカラー
    Apr. 2020 - Mar. 2021
    磯野拓也
    豊田理化学研究所, Principal investigator
  • Construction of a soft giant cage-like molecular system consisting of polymer chains
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Jun. 2019 - Mar. 2021
    Satoh Tofhifumi
    Cage-shaped nanoobjects which composed of synthetic soft polymer framework was successfully synthesized and subjected to structural analysis. The three-armed cage-shaped polycaprolactone as a model macromolecule was synthesized and characterized by small-angle X-ray scattering experiment in solution state, which revealed that the cage-shaped macromolecule had a unique folded dimension as compared to the linear counterpart. In addition, we have established a cyclopolymerization strategy to graft polymers with densely arrayed cage-shaped PCL side chains. This synthetic method allowed the control of number of cage-shaped units of graft polymers, which enabled systematic characterization. Since all the synthetic method that we used can be applicable to diverse polymer species, the cage-shaped nanoobjects with desired number of cage-shaped units will be easily obtained. The cage-shaped nanoobjects with soft polymeric framework could be new promising candidate for materials application.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory), Hokkaido University, Competitive research funding, 19K22209
  • 植物原料由来ブロック共重合体の自己組織化を利用した微細構造炭素材料の精密合成
    2019年度旭硝子財団研究奨励
    Apr. 2019 - Mar. 2021
    磯野 拓也
    旭硝子財団, Principal investigator, Competitive research funding
  • シングルナノスケールの微細加工を可能にする超強偏斥ブロック共重合体の開発
    2019年度 単年度研究助成
    Apr. 2019 - Mar. 2020
    磯野 拓也
    池谷科学技術振興財団, Principal investigator, Competitive research funding
  • Strategic construction of single nano-scale microphase-separated structures by monodisperse sugar-based block copolymers
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2018 - Mar. 2020
    Isono Takuya
    Monodisperse block copolymers (BCP) with discrete degree of polymerizations were readily synthesized starting from oligosaccharides and terpenoids. Since the monodisperse oligosaccharide-based BCPs are consisted of a highly immiscible pair of saccharides and hydrocarbons, they successfully microphase separate into well-ordered morphologies despite their low molecular weight of less than 2000 g/mol. Depending on the volume fraction and degree of polymerization, the BCPs formed the lamellar, gyroid, and hexagonally close-packed cylinder microphase-separated morphologies with 4 - 8 nm periodicity. By comparing with the polydisperse version of the BCPs, it was found that the monodispersity is critically important to realize the small periodicity and to reproduce the microphase-separated structures.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Early-Career Scientists, Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 18K14268
  • 糖とテルペンからなるハイブリッド材料を用いたシングルナノ構造体の構築
    Mar. 2018 - Mar. 2020
    磯野 拓也
    松籟科学技術振興財団, Principal investigator, Competitive research funding
  • Development of microstructural technology using architecturally complex block copolymer
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2016 - Mar. 2019
    Satoh Toshifumi
    This study is aiming at establishing new molecular design concept of block copolymer (BCP) materials for next generation lithography.
    Branched and cyclic amphiphilic BCPs as well as tacticity-controlled amphiphilic BCPs were synthesized by using precision polymerization techniques and click reactions. A systematic investigation into those BCPs revealed that the incorporation of branched and cyclic architectures into the BCPs can be an effective mean to reduce the domain-spacing of the microphase-separated structures. Further, the control over the main chain tacticity can be a novel approach to achieve high-quality morphology.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Competitive research funding, 16H04152
  • 有機酸塩：次世代の脂肪族ポリエステル合成触媒システム
    研究助成
    Apr. 2017 - Mar. 2018
    磯野 拓也
    稲盛財団, Principal investigator, Competitive research funding
  • 植物由来炭化水素をベースとしたシングルナノ自己組織化材料の分子設計
    研究奨励助成
    Apr. 2017 - Mar. 2018
    磯野 拓也
    東燃ゼネラル石油研究奨励・奨学財団, Principal investigator, Competitive research funding
  • Consecutive Cyclization: A Novel Approach for Multicyclic Polymer Synthesis
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2016 - Mar. 2018
    Satoh Toshifumi
    We here proposed a novel synthetic route toward multicyclic polymers based on the consecutive cyclization of linear polymer precursors possessing a polymerizable group at each chain end. Specifically, the consecutive cyclization was achieved by the cyclopolymerization of macromonomers bearing a norbornenyl group at each chain end, affording multicyclic polymers with the targeted ring size and number of cyclic units. Furthermore, we have performed a systematic investigation of the correlation between the multicyclic architecture and physical properties.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Hokkaido University, Competitive research funding, 16K14000
  • 細孔表面が糖鎖で修飾された機能性高分子ナノポーラス材料の開発
    Apr. 2016 - Mar. 2017
    磯野 拓也
    小笠原科学技術振興財団, Principal investigator, Competitive research funding
  • Synthesis of intramolecularly cross-linked block copolymers for controlling the self-assembled nanostructures
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2015 - Mar. 2017
    Isono Takuya
    Block copolymers (BCPs) carrying olefinic side chains were subjected to the olefin metathesis reaction using Grubbs 2nd generation catalyst under highly diluted condition to produce the intramolecularly cross-linked BCPs. The self-assembly behaviors of the intramolecularly cross-linked products and their parent BCPs were evaluated in terms of micellization in water and microphase separation in the bulk. Importantly, it was found that the size and morphology of the resultant self-assembled nanostructures can be tuned by the degree of cross-linking. This would be very interesting as a new approach to control the self-assembly behaviors without changing the molecular weight and monomer composition of the BCP.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 15K17862
  • Preparation method of nanostructural materials made by biodegradable polymer
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2013 - Mar. 2016
    SATOH Toshifumi; KAKUCHI Toyoji; CHEN Yugen; ISONO Takuya
    Biodegradable porous film was fabricated using a rod-coil block copolymer consisting of poly(n-hexylisocyanate) (PHIC) and biodegradable polymers as a compatibilizing agent. At first, we prepared polymer alloy films composed of PHIC, biodegradable polymer, and compatibilizing agent. After annealed the film, the film was soaked into hexane to selectively remove PHIC from the film. The prepared film was observed by atomic force microscope (AFM) and confirmed to form pores. The average pore size was about 500 nm and cross sectional analysis showed that the pore persisted from the top surface to the substrate. In addition, biodegradable film having microphase-separated structures with sub-20 nm periodicity was fabricated using block copolymers (BCPs) consisting of maltoheptaose and poly(ε-caprolactone) (PCL).
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Competitive research funding, 25288093
  • リビング重合法を基盤とした単分子ポリマーナノパーティクルの精密設計
    研究活動スタート支援
    Aug. 2014 - Mar. 2015
    磯野 拓也
    単分子ポリマーナノパーティクル(SCNP)はその興味深い構造から基礎的な性質の理解と応用の両面から興味が持たれる。しかし、SCNPの合成ならびに物性に関する基礎科学は未開拓な部分が多い。本年度は精密リビング重合を駆使することで、構造明確なSCNPの合成法の確立を目指した。ブチルアクリレートと3-ブデニルアクリレートをグループトランスファー重合により共重合することで、側鎖オレフィンを持つ前駆体ポリマーを得た。側鎖にオレフィンを持つ繰り返しユニットは全体の50％程度とした。各生成ポリマーの分子量分散度は1.1以下の非常に狭い値であった。これをGrubbs第2世代触媒を用い、大希釈条件下、分子内で閉環メタセシス反応を行うことでSCNPの合成を行った。ジクロロメタン中、ポリマー濃度を0.8 g/Lとして反応を行った結果、生成ポリマーのNMRからは末端オレフィン由来シグナルの減少と内部オレフィン由来シグナルの出現が確認された。さらに、サイズ排除クロマトグラフィー測定から、生成ポリマーの見かけの分子量が低下していることが判明した。このことより、SCNPの生成が確認された。SCNPのサイズを制御する方法として、反応溶媒にジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒を用いた。貧溶媒であるヘキサンの割合を増加させることで、よりサイズの小さなSCNPを与えることが判明した。しかし、ヘキサンの割合を増加させすぎると分子間架橋を誘発して、構造が明確なSCNPが得られないことも明らかとなった。また、得られたSCNPについてCrabtree錯体による接触水素化反応を行うことで単一の繰り返しユニットからなるSCNPを得ることに成功した。以上の成果は、構造明確なSCNPを得るための方法論として有用と考えられ、SCNPの基礎科学を構築するための礎となるものである。
    学術振興会, 研究活動スタート支援, 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 26888001
  • オリゴ糖含有ブロック共重合体による環境調和型ナノ粒子の創出
    若手研究人材・ネットワーク育成補助金
    Aug. 2014 - Mar. 2015
    磯野 拓也
    ノーステック財団, Principal investigator, Competitive research funding
  • Development of novel precise synthetic method of multicyclic polymer
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2013 - Mar. 2015
    SATOH Toshifumi; KAKUCHI Toyoji; CHEN Yougen; ISONO Takuya
    The synthesis of well-defined multicyclic polymers (figure-eight-shaped and trefoil-shaped homo- and copolymers) was achieved by the combination of living/controlled polymerization and click cyclization. The effect of multicyclic architecture on the micelle properties was also investigated. We have synthesized the well-defined figure-eight-shaped and trefoil-shaped polyethers using the combination of the t-Bu-P4-catalyzed ring-opening polymerization of epoxides and intramolecular click cyclization. The strategy should also be effective for the synthesis of amphiphilic figure-eight-shaped and trefoil-shaped block copolyethers. In order to investigate the aggregation behavior of the amphiphilic block copolyethers, the hydrodynamic diameter and the critical aggregation concentration were determined by dynamic light scattering and fluorescence technique using pyrene, respectively.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Hokkaido University, Competitive research funding, 25620089
  • 主鎖上に刺激応答性ロタキサン構造を有するポリアセチレンの精密合成と機能開発
    特別研究員奨励費
    Apr. 2012 - Aug. 2014
    磯野 拓也
    本研究課題はポリフェニルアセチレン(PPA)主鎖上に刺激応答性を有するロタキサン構造を備えた新規高分子を合成し、外部刺激によるロタキサン部位のシャトリングの情報をポリマー主鎖のらせん構造(キラリティー)や共役長(色調変化)として効率よく出力させるシステムを構築することを最終目標としている。特に、本研究ではジアセチレンの環化重合によりポリマー主鎖上にロタキサン構造を導入できる点に特徴がある。得られた成果を下記にまとめる。
    1. pHに応答するロタキサン構造として、クラウンエーテル/二級アンモニウム塩をモチーフとする繰り返し構造を備えたPPA誘導体の合成を試みた。オリゴエチレングリコールの両末端にフェニルアセチレン残基を有するジアセチレンモノマーを環化重合したところ、主鎖上にクラウン環を備えたポリフェニルアセチレンを与えることを見出した。この知見をもとに、嵩高い末端封鎖基を備えた二級アンモニウム塩存在下にこれらのモノマーの環化重合を行った。その結果、モノマーのエチレングリコール鎖長がロタキサン形成に影響を与えることが示唆され、ヘキサエチレングリコール鎖を有する場合に最も高いロタキサン形成率が達成された。
    2. 光に応答するロタキサン構造として環状テトラアミド/フマルアミドをモチーフとした繰り返し構造を備えたPPA誘導体の合成を試みた。4つのアミド基を備えたジアセチレンモノマーを設計し、その重合を行ったが溶媒に不溶なポリマーを与えることが判明した。これはモノマー構造が分子内水素結合によって環化しにくいコンホメーションに固定化されたためと考えられる。したがって、アミド結合の位置を設計しなおすことで環化重合が進行するようになると期待される。
    以上の結果より、主鎖上に刺激応答性ロタキサン構造を有するポリフェニルアセチレンの精密合成と機能化に向けた礎を築けたと考えている。
    学術振興会, 特別研究員奨励費, 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 12J02090
■ Industrial Property Rights