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Supramolecular Allosteric Signal-amplification Sensing Based on Flexible Polymers

Research Project

Project/Area Number 16H06041
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Polymer chemistry
Research InstitutionTokyo Institute of Technology (2017-2018)
Osaka University (2016)

Principal Investigator

Fukuhara Gaku  東京工業大学, 理学院, 准教授 (30505996)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥25,350,000 (Direct Cost: ¥19,500,000、Indirect Cost: ¥5,850,000)
Fiscal Year 2018: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2017: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Fiscal Year 2016: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
Keywordsアロステリズム / 化学センサー / カードラン / ポリチオフェン / 静水圧 / 光学センシング / 超分子化学 / 分析化学 / 超分子分析化学 / 糖センシング / センサー / 高分子化学
Outline of Final Research Achievements

The present studies obtained provided with new concepts for "Supramolecular Allosteric Signal-amplification Sensing" proposed by us. A new series of reporter-modified curdlans showed very high cooperativity and positive homotropic allosterism with high limit of detection. All of the results thus obtained can be expanded to other oligosaccharides and analytes that are difficult to sense in biomolecular media.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本成果である光学出力をアロステリズムによって増幅し様々な分光分析手法(紫外可視近赤外、蛍光、円二色性)によって読み取るSASSは、幅広い検体を高感度かつ選択的にセンシングできる手法であり、大きなフロンティアとなった。つまり、本コンセプトに基づく医学系の新たな診断計測技術の構築とともにそれら材料の機能を能動的に制御できるため、関連科学からフォトニクスに至る多方面に大きく貢献できると考えられる。従って、今回見出したSASSがセンサー科学を飛躍的に発展させた新機構であることは疑いなく、この発想を利用してこれまでの計測科学・イメージング技術を向上させ得る手段となった。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (69 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (16 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 16 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (46 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 7 results) Remarks (1 results)

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      Volume: 25 Issue: 8 Pages: 2011-2018

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      Volume: in press Issue: 10 Pages: 6017-6027

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      Volume: 印刷中 Issue: 5 Pages: 243-250

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      10.1002/cptc.201900022

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      Chemistry A European Journal

      Volume: 印刷中 Issue: 25 Pages: 6625-6631

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      福原 学
    • Organizer
      第11回超分子若手懇談会―超分子技術を利用した新規ナノ材料―
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ポルフィリン修飾カードランを用いる水溶液中での選択的オリゴ糖センシング2017

    • Author(s)
      福原 学・佐々木麻友子・沼田宗典・森 直・井上佳久
    • Organizer
      第66回高分子討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] アロステリズム機構が発現する分析化学センサーの創成2017

    • Author(s)
      福原 学
    • Organizer
      パイスター分子制御による未来型物質変換研究拠点
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Pharmaceutical Oligosaccharide Sensing by a Chemical Approach2016

    • Author(s)
      Gaku Fukuhara
    • Organizer
      4th International Pharma & Clinical Pharmacy Congress
    • Place of Presentation
      Las Vegas, Nevada, USA
    • Year and Date
      2016-11-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Dynamic Hybridization Behavior of Glucans with Cationic Polythiophene Involving Hetero Triplex and Duplex Formation2016

    • Author(s)
      Gaku Fukuhara, Mami Imai, Denis Fuentealba, Yuki Ishida, Hiroki Kurohara, Cheng Yang, Tadashi Mori, Hiroshi Uyama, Cornelia Bohne, Yoshihisa Inoue
    • Organizer
      第2回 超分子による革新的マテリアル開発の拠点形成国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      石川県文教会館(石川県・金沢市)
    • Year and Date
      2016-10-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 完全メチル化シクロデキストリン修飾ポリチオフェンを用いる水溶液中でのアロステリック増幅オリゴペプチドセンシング2016

    • Author(s)
      福原 学,石田 裕規,森 直,井上佳久
    • Organizer
      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      神奈川大学横浜キャンパス(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-09-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Studies on diastereodifferentiating [4+2] photocycloaddition of fumarate or maleate tethered with anthracene through the excited-state complex in the triplet manifold2016

    • Author(s)
      Makoto Ichikawa, Gaku Fukuhara, Yoshihisa Innoue, Tadashi Mori
    • Organizer
      2016年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学駒場第一キャンパス(東京都・目黒区)
    • Year and Date
      2016-09-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ポルフィリン修飾カードランを用いる水溶液中でのオリゴ糖センシング2016

    • Author(s)
      福原 学,佐々木麻友子,沼田宗典,森 直,井上佳久
    • Organizer
      2016年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学駒場第一キャンパス(東京都・目黒区)
    • Year and Date
      2016-09-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Dynamic Hybridization of Glucans with Cationic Polythiophene to Chiral Hetero-Triplex and -Duplexes2016

    • Author(s)
      Gaku Fukuhara, Mami Imai, Denis Fuentealba, Yuki Ishida, Hiroki Kurohara, Cheng Yang, Tadashi Mori, Hiroshi Uyama, Cornelia Bohne, Yoshihisa Inoue
    • Organizer
      Chirality 2016
    • Place of Presentation
      Heidelberg, Germany
    • Year and Date
      2016-07-24
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 蛍光性リポーター修飾カードランによる水溶液中での選択的オリゴ糖センシング2016

    • Author(s)
      福原 学,黒原大輝,沼田宗典,森 直,Cornelia Bohne,井上佳久
    • Organizer
      第62回高分子研究発表会(神戸)
    • Place of Presentation
      兵庫県民会館(兵庫県・神戸市)
    • Year and Date
      2016-07-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Bio-Supramolecular Hetero-Triplex and Hetero-Duplex Architectures: Dynamic Hybridization of Glucans with Cationic Polythiophene2016

    • Author(s)
      Gaku Fukuhara, Mami Imai, Denis Fuentealba, Yuki Ishida, Hiroki Kurohara, Cheng Yang, Tadashi Mori, Hiroshi Uyama, Cornelia Bohne, Yoshihisa Inoue
    • Organizer
      11th ISMSC-2016
    • Place of Presentation
      The K-Hotel, Seoul, Korea
    • Year and Date
      2016-07-10
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 最近の超分子アロステリック増幅センシングの進展2016

    • Author(s)
      福原 学
    • Organizer
      第37回光化学若手の会
    • Place of Presentation
      アイ・アイ・ランド(大阪府・四条畷市)
    • Year and Date
      2016-06-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 蛍光性色素修飾カードランによる水中での選択的オリゴ糖センシング2016

    • Author(s)
      福原 学・黒原 大輝・沼田 宗典・森 直・Cornelia Bohne・井上 佳久
    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県・神戸市)
    • Year and Date
      2016-05-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ビスチオウレア-ビナフチル-ビチオフェン連結系を繰り返し単位とするポリチオフェンの合成と分光特性およびアニオンセンシング2016

    • Author(s)
      園田 清香・福原 学・西嶋 政樹・森 直・井上 佳久
    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県・神戸市)
    • Year and Date
      2016-05-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Diastereodifferentiating [4+2] Photocycloaddition of Anthracene Derivatives Tethered with Maleate or Fumarate through the Triplet Exciplex2016

    • Author(s)
      Makoto Ichikawa, Gaku Fukuhara, Yoshihisa Inoue, Tadashi Mori
    • Organizer
      Molecular Chirality Asia 2016
    • Place of Presentation
      ナレッジキャピタルコングレコンベンションセンター(大阪府・大阪市)
    • Year and Date
      2016-04-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ultimate Stereocontrol of Anthracenecarboxylate Photocyclodimerization on A Glucose Scaffold Achieved by Excited-State Dynamics2016

    • Author(s)
      Gaku Fukuhara, Kazuhiro Iida, Yuko Kawanami, Hidekazu Tanaka, Tadashi Mori, Yoshihisa Inoue
    • Organizer
      26th IUPAC Symposium on Photochemistry
    • Place of Presentation
      大阪市中央公会堂(大阪府・大阪市)
    • Year and Date
      2016-04-03
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Diastereodifferentiating Paterno-Buchi Reaction of Chiral p-Cyanobenzoate to a-Methylstyrene. Direct versus Charge-Transfer Band Excitation2016

    • Author(s)
      Keisuke Nagasaki, Gaku Fukuhara, Yoshihisa Inoue, Tadashi Mori
    • Organizer
      26th IUPAC Symposium on Photochemistry
    • Place of Presentation
      大阪市中央公会堂(大阪府・大阪市)
    • Year and Date
      2016-04-03
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 岡田・福原研ホームページ

    • URL

      http://www.chemistry.titech.ac.jp/~okada/index.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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