β-シクロデキストリンポリマー(βCDP)とは?超分子材料・ゲル・ホスト-ゲスト


date: 2026-01-24
keywords: [Cyclodextrin, Host-guest, Hyaluronan, LCST polymers, Thermoresponsive, amorphous red phosphorus, cyclodextrins, host-guest, inorganic elementary molecules, supramolecular self-assembly]


β-シクロデキストリンポリマー(βCDP)とは?

βCD(β-シクロデキストリン)は、輪っか状の糖で、内側に“分子を入れられる空洞”があります。
βCDP(βCDを含むポリマー/共重合体)は、その空洞を多数もつ材料として、ホスト-ゲスト包接を利用した

  • 物質の固定化・放出制御
  • ゲル化や粘度などのレオロジー制御
  • 分子・材料の自己組織化溶解性の改善

などに使われます。


論文のやさしい解説

論文1:Amorphous Red Phosphorus: Host-Guest Assembly with Cyclodextrin

  • 著者:Zhou, JL; Yao, LF; Zhang, S; Bao, Y; Cui, SX
  • 掲載誌SMALL(2026)
  • DOI:10.1002/smll.202512805

日本語:何の研究?(ひとことで)

無機ポリマー“赤リン”をβCDで水に溶けやすくする超分子材料

ポイント(やさしく)
– アモルファス赤リン(ARP)を、α/β-シクロデキストリンの“輪”が糸を通すように貫通して疑似ポリロタキサンを形成。
– βCDの空洞サイズがARPの太さに合い、よりスムーズに“スレッディング(糸通し)”が進む。
– 包接によりARPが“伸びた鎖”になり、機械的剛性や親水性(水溶性)を化学修飾なしで調整できる。

応用イメージ
– 水系プロセスで扱えるリン系機能材料
– 複合材料の設計(自己組織化)
– 分子レベルの力学評価(SMFS)


English: What is this about?

Making an inorganic polymer (amorphous red phosphorus) water-processable via βCD threading

Key points
– Amorphous red phosphorus (ARP) threads through cyclodextrin rings to form water-soluble pseudo-polyrotaxanes.
– βCD matches ARP width better than αCD, enabling higher threading efficiency and coverage.
– Threading extends collapsed globules into stiffened chains and boosts hydrophilicity without covalent modification.

Possible applications
– Supramolecular phosphorus-based functional materials
– Water-based processing routes
– Single-molecule mechanics insights

論文2:Coupling of opposite thermoresponsive mechanisms induced by host-guest complexation and LCST phase transition in formulations of modified hyaluronan and (3-cyclodextrin copolymer

  • 著者:Layre, AM; Karakasyan, C; Vincent, L; Merland, T; Ducouret, G; Le Coeur, C; Wintgens, V; Amiel, C; Hourdet, D
  • 掲載誌CARBOHYDRATE POLYMERS(2026)
  • DOI:10.1016/j.carbpol.2025.124862

日本語:何の研究?(ひとことで)

温度で“固まる/ゆるむ”を制御できるゲル材料(医療・化粧品・製剤など)

ポイント(やさしく)
– ヒアルロン酸(HA)に温度応答性の鎖(PEPO)やアダマンタン(ADA)を付けることで、温度で粘度・ゲル化が変わる材料を設計。
– β-シクロデキストリン共重合体(βCDP相当)との“ホスト-ゲスト包接”で、低温では物理ゲル、加熱で可逆的に解離。
– 2つの温度応答メカニズム(LCST相転移+包接相互作用)を“重ね合わせ”て、広い温度範囲で高い粘弾性を実現。

応用イメージ
– 注射できるゲル(温度で固まる)
– 創傷被覆材・ドラッグデリバリー
– 化粧品/日用品の粘度制御


English: What is this about?

Thermoresponsive physical gels via β-cyclodextrin host–guest coupling

Key points
– Hyaluronan is grafted with thermoresponsive chains (PEPO) and/or adamantane (ADA) to tune viscosity and gelation with temperature.
– A β-cyclodextrin copolymer provides host sites; ADA acts as a guest, forming a reversible physical network at low temperature.
– By superimposing LCST-driven association and host–guest complexation, high viscoelasticity is maintained across a wide temperature window.

Possible applications
– Injectable/thermo-setting gels
– Drug delivery & wound dressings
– Formulation rheology control


用語ミニ解説 / Mini‑Glossary

  • Host–guest complexation(ホスト-ゲスト包接):輪(ホスト)の空洞に分子(ゲスト)が入り、可逆的に結合する現象
  • Polyrotaxane(ポリロタキサン):鎖に多数のリング分子が“糸通し”された超分子構造
  • LCST(Lower Critical Solution Temperature):温度を上げると相分離・凝集が進むタイプの相転移温度
  • Rheology(レオロジー):粘度や弾性など“流れやすさ・固まりやすさ”を扱う学問

References(添付データ内)

  1. Zhou, JL; Yao, LF; Zhang, S; Bao, Y; Cui, SX Amorphous Red Phosphorus: Host-Guest Assembly with Cyclodextrin. SMALL (2026). DOI: 10.1002/smll.202512805
  2. Layre, AM; Karakasyan, C; Vincent, L; Merland, T; Ducouret, G; Le Coeur, C; Wintgens, V; Amiel, C; Hourdet, D Coupling of opposite thermoresponsive mechanisms induced by host-guest complexation and LCST phase transition in formulations of modified hyaluronan and (3-cyclodextrin copolymer. CARBOHYDRATE POLYMERS (2026). DOI: 10.1016/j.carbpol.2025.124862

Tags(提案)

βCDP, cyclodextrin polymer, host–guest, supramolecular, hydrogel, thermoresponsive, polyrotaxane