| Project/Area Number |
21K05117
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
Ishihara Koji 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20168248)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲毛 正彦 愛知教育大学, 教育学部, 特別教授 (20176407)
菅谷 知明 千葉工業大学, 工学部, 教授 (30633367)
岩月 聡史 甲南大学, 理工学部, 教授 (80373033)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 化学センサー / D-グルコース / ジボロン酸 / 反応性 / メカニズム / 糖センサー / センシングメカニズム / 反応機構 / ジボロン酸試薬 / 比色センサー / 蛍光センサー |
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| Outline of Research at the Start |
従来の同種類のボロン酸より成るジボロン酸型糖化学センサーは、D-グルコースと１：１で反応するが、この種のジボロン酸ではD-フルクトース共存下でD-グルコースを選択的にセンシングすることは困難である。本研究では、pKaの異なる二つのボロン酸(ジオールの捕捉部位と発色部位)をリンカーでつないだ種々のジボロン酸化合物を合成し、比色センサーおよび蛍光センサーとしての性能の評価を行うことにより、D-グルコースに選択的なセンサーの開発を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
Diboronic acid-based saccharide sensors consisting of two equivalent boronic acids that can efficiently quantify D-glucose have been developed, but it is difficult to selectively quantify D-glucose from a sugar mixture with these diboronic acids. Therefore, various diboronic acid-based chemosensors consisting of two non-equivalent boronic acids with different pKa were synthesised and their performance was evaluated. The detailed mechanisms of D-glucose sensing by the conventional equivalent diboronic acid-based chemosensors and their component monoboronic acids were also clarified to obtain fundamental chemical information for the development of higher-performance glycose-sensors.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
ボロン酸（RB(OH)2）がジオール類と反応することを利用するボロン酸型糖化学センサーは、今日まで有機・生命化学分野において数多く開発されている。しかし、これらの開発研究ではボロン酸のRの化学的修飾に主眼が置かれており、センシング効率の鍵となる「ボロン酸の反応性および反応機構」に関する基礎研究は疎かにされてきた。そのため、我々は基礎化学的手法を用いて「ボロン酸の反応そのもの」に関する基礎研究を行い、その成果に基づき、D-グルコースの特異的センシングのための化学センサーを設計した。また、その性能評価を行うことにより、より効率的なボロン酸型糖化学センサーの設計指針を当該分野に提供した。
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