Design of Cyclodextrin Gel-type Chemosensors Based on the Reactivity of Boronic Acid Moiety
| Project/Area Number |
22KJ2748
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| Project/Area Number (Other) |
21J00709 (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 | Saitama University (2023)
Sophia University (2021-2022) |
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Principal Investigator |
鈴木 陽太 埼玉大学, 理工学研究科, 助教
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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)
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| Keywords | ボロン酸 / シクロデキストリン / 分子認識 / 超分子複合体 / 糖類 / ヌクレオチド / 蛍光 / ゲル |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、生理学的条件であるpH 7.4の水中で効率良く反応が進行する、高い酸性度を持つボロン酸を反応部位とした、疎水性プローブ/シクロデキストリン超分子複合体を新規に合成し、これらの糖類・糖類縁体（ヌクレオチド等）に対するセンシング能を評価する。さらに、合成した超分子複合体を架橋剤によって高分子化することで、生理学的条件において糖類・ヌクレオチド類等の様々な生体関連分子を迅速にセンシングできるシクロデキストリンゲル化学センサーを創製する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
病状の診断や生物学的過程の解明のために，生体関連分子のセンシング及びモニタリングが医療や生物学の観点から重要である。本研究課題では、生理学的pHの水中で効率よく反応が進行する，高い酸性度のボロン酸を反応部位とした，種々のプローブ/シクロデキストリン（CyD）超分子複合体（CyD型超分子分析試薬）を開発する（研究１）。さらに，このCyD型超分子分析試薬を高分子化することで，生理学的条件において生体関連分子を迅速にセンシングできるCyD型ゲル状化学センサーを開発する（研究２）。
研究１については，代表的な生体関連分子であるアデノシン三リン酸，及びD-グルコースそれぞれに対して，生理学的pHの水中で非常に高い選択性を示すCyD型超分子分析試薬の開発に成功した。さらに，当初の計画以上の成果として，D-グルコースを高い選択性でキラル認識するCyD型超分子分析試薬の開発にも成功した。令和５年度の成果として，発色団の構造を変えることで，L-糖への選択性を持つCyD型超分子分析試薬の開発にも成功した。このキラル認識機構は非常に興味深いことから，現在，量子化学計算を駆使することで，CyD型超分子分析試薬の包接構造，及び蛍光応答機構に関する知見を得ることを試みている。
研究２については，界面活性剤を用いた逆乳化法によって，極めて微細なサイズを持つCyDナノゲル粒子（粒径10 nm程度，分子量30 kDa程度）の開発に成功した。CyD型超分子分析試薬のための，新しい反応場になり得る素材として期待できる。令和５年度の成果として，高い酸性度を持つボロン酸部位を修飾したCyDナノゲルの評価を行った。しかし，未修飾のCyDナノゲルと比較して水溶性が大きく低下してしまったため，構造の更なる検討（主に修飾部位への水溶性の付与など）が必要であることが分かった。
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Report
(3 results)
Research Products
(38 results)
