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Development of Anion Determination System Utilizing Supramolecular Fluorescent Probe Based on Ion-pair Metal Complex

Research Project

Project/Area Number 20K05565
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
Research InstitutionOsaka Kyoiku University

Principal Investigator

Kubono Koji  大阪教育大学, 教育学部, 教授 (00269531)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 横井 邦彦  大阪教育大学, 教育学部, 名誉教授 (30144554)
谷 敬太  大阪教育大学, 教育学部, 教授 (60207165)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords蛍光プローブ / アニオン定量 / 環境分析 / 金属錯体 / 超分子相互作用
Outline of Research at the Start

水溶液中で強い蛍光を示す金属錯体をプローブとし,配位結合,静電相互作用,π-π相互作用を駆使した超分子型アニオン定量法の構築を行う。プローブとしては,水溶性を高めるためにイオン対型の金属錯体結晶を用い,水に溶解した際には解離してカチオン性錯体となり,その金属イオンの空いた配位座に主なターゲットであるリン酸イオンや二リン酸イオンを高選択的に取り込むように分子設計を施す。さらに,分析が困難な非配位性アニオンである過塩素酸イオンについても,最適な超分子相互作用によるイオン対形成を利用した微量定量法の構築を行う。

Outline of Final Research Achievements

Cationic metal complex capturing anions with high selectivity and exhibiting strong fluorescence in aqueous solution has been developed, and constructed a supramolecular anion determination method using its ion-pair complex solution as a fluorescent probe one. In the addition of diphosphate ion to the aqueous solution of anion probe, which is the ion-pair complex between indium(III) nitrate and quinolinol derivative, fluorescence spectra selectively displayed remarkable decrease of emission intensity. The calibration curve indicated a good linear relationship between the fluorescence intensity and the concentration of diphosphate ion (0-7500 nM).

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

水溶液中における二リン酸イオンの高感度定量を構築することができ,蛍光アニオンプローブの水溶性を高めるための手法として,プローブをイオン対錯体結晶として用いることの有用性を示すことができた。さらに,スペクトル測定とX線構造解析を組み合わせることで,プローブ錯体の溶液内での挙動に関する考察が可能となることを示した。これらの成果は,今後の分析化学の発展に繋がるものと考えられる。また,本研究で構築した水溶液中の二リン酸イオンの定量法によって水圏環境の一部を把握することや,生体内におけるターゲットイオンの分析が可能となると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Synthesis and crystal structure of anti-10-butyl-10,11,22,23-tetrahydro-9H,21H-5,8:15,12-bis(metheno) [1,5,11] triaza-cyclohexadecino[1,16-a :5,6-a ′]diindole2022

    • Author(s)
      K. Kubono, K. Tani, Y. Kashiwagi, F. Tani, T. Matsumoto
    • Journal Title

      Acta Cryst.

      Volume: E78 Issue: 5 Pages: 477-480

    • DOI

      10.1107/s2056989022003383

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Crystal structure of bis{1,3-bis[bis(pyridine-2-ylmethyl)amino]propan-2-olato-dizinc(II)}-orthophosphate tirs(percholate) octahydrate, [Phos-tag]2-PO43-)](ClO4-)3・8H2O.2021

    • Author(s)
      Ichimaru, Y., Kato, K., Jin W., Sugiura K., Kinoshita-Kikuta E., Eiji Kinoshita, Kurosaki H., Koike T.
    • Journal Title

      X-ray Struct. Anal.

      Volume: 37 Issue: 3 Pages: 87-88

    • DOI

      10.1107/s2056989022001530

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Crystal structure of 7,7'-[(pyridin-2-yl)methylene]bis(5-chloroquinolin-8-ol)2020

    • Author(s)
      Yasuyuki Kashiwagi, Koji Kubono and Toshiyuki Tamai
    • Journal Title

      Acta Crystallographica

      Volume: E76 Issue: 8 Pages: 1271-1274

    • DOI

      10.1107/s2056989020009317

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] イオン対型亜鉛(II)二核錯体型蛍光プローブにおけるアニオン応答2023

    • Author(s)
      久保埜 公二,田中 奏多,柏木 行康,谷 敬太,横井 邦彦
    • Organizer
      日本化学会第103春季年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 亜鉛(II)二核錯体型蛍光プローブにおけるアニオン応答2022

    • Author(s)
      久保埜 公二,田中 奏多,柏木 行康,谷 敬太,横井 邦彦
    • Organizer
      日本分析化学会第71年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 蛍光性超分子アニオンプローブを志向したキノリノール系配位子の合成と結晶構造2022

    • Author(s)
      柏木 行康,久保埜 公二
    • Organizer
      日本結晶学会年会 (2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] インジウム(III)二核錯体型蛍光プローブにおけるアニオン応答2022

    • Author(s)
      田中 奏多,久保埜 公二,柏木 行康,谷 敬太,横井 邦彦
    • Organizer
      日本化学会 第102春季年会 (2022)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] イオン対錯体型蛍光アニオンプローブの結晶化と高感度化2021

    • Author(s)
      久保埜 公二,杉山 拓弥,田中 奏多,柏木 行康,谷 敬太,横井 邦彦
    • Organizer
      日本分析化学会第70年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] イオン対型インジウム(III)錯体におけるアニオンセンシング2021

    • Author(s)
      久保埜 公二,岸上 剛,杉山 拓弥,柏木 行康,谷 敬太,横井 邦彦
    • Organizer
      日本化学会 第101春季年会 (2021)
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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