Bio-Inspired Molecular Signal-Amplification Sensing
| Project/Area Number |
22KJ1283
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| Project/Area Number (Other) |
21J22528 (2021-2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
水野 裕彬 東京工業大学, 理学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | スマネン / 超分子ポリマー / 化学センサー / 静水圧 / 分析化学 / 光化学 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では生体内反応を活用した内・外部因子による新規シグナル増幅センシング手法の開発を行う。具体的には次の三つのセンシングにおけるシグナル増幅機構を主に明らかにする：（1）分子認識部位を修飾したスマネンを用いるセンシング、（2）外部因子として静水圧をスマネン系に適用するセンシング、（3）（1）および（2）で達成した増幅機構を基に、生体分子であるステロイドのセンシングへと展開する。これら（1）～（3）のセンシングにより、広範な増幅センシング手法の確立を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請は、シグナル増幅機構の範囲を拡大した化学センサーの構築を目指し、生体内反応を活用した内・外部因子による新規シグナル増幅センシング手法の開発を目論むものである。化学センサーによるセンシングでは、置換基の導入などセンサー内部の要因による系の制御が可能である。従って本提案では、下記の二つを主に明らかにしていく：（1）スマネンへの分子認識部位の導入により、さらなる分光シグナルの増幅を目指す。また、外部因子として静水圧による化学センサーの光学特性を積極的に制御してきた。（2）そこで、静水圧制御法をスマネン系に適用することで、分光シグナルのさらなる増幅を目指す。
本研究課題の実績は次のとおりである。①溶液中におけるスマネン超分子ポリマーの形成を明らかにするとともに、濃度と溶媒により超分子ポリマー形成を制御した。②スマネン超分子ポリマーは静水圧を印加すると解離する方向へ平衡が移動することを明らかにした。③ヘテロトロピックアロステリズムのアロステリック効果を調節可能な動的なエフェクター（ダイナミックアロステリックエフェクター）にスマネン超分子ポリマーを用い、スマネン化学センサーに対する未修飾スマネンのスタック数に応じてシグナルが増幅するセンシング手法を構築・実証し、シグナル増幅機構を解明した。また、ダイナミックアロステリックエフェクターの概念を提唱した。④スマネン超分子ポリマーでキラル化合物であるステロイドをセンシングした際に、円二色性（CD）シグナルが抑制される負のキラル増幅の可能性を示した。
これらの結果により、研究開始時に目論んでいた生体内反応を活用した内・外部因子による新規シグナル増幅センシング手法の開発を達成した。
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Report
(3 results)
Research Products
(17 results)
