アロステリックな効果を利用した新規クラウンエーテル型蛍光・吸光試薬の開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650971
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 中村 博 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 教授 (00117194)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 諸角 達也 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助手 (50271713) ; 吉田 登 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 助教授 (00158461)
• Keywords: クラウンエーテル / 錯形成 / エネルギー移動 / 蛍光光度法 / キサンテン / ピレン

Research Abstract

生体系や環境中で重要な役割を果たしているカリウムやカルシウムなどのアルカリ・アルカリ土類金属イオンの高感度かつ簡便な分析法を検討した。クラウンエーテル類似化合物として、分子内に芳香環を2個持つポリエーテルを分子設計・合成し、蛍光光度法に用いる分析試薬としての性能を評価した。
長鎖ポリエーテルの構成成分としてo-フェニレン基を導入して鎖の剛直性を増した化合物を基本骨格として、その両端にピレンやキサンテンを導入した化合物を合成した。
(1)まずピレンを導入した化合物についてアセトニトリル溶液中で、アルカリ・アルカリ土類金属との錯形成挙動を検討した。その結果、鎖長の短いポリオキシエチレン鎖の場合は錯形成能は弱いながらもリチウムイオンに選択性を有し、錯形成に伴い蛍光スペクトルがピレンのダイマーからモノマーへと変化していった。エーテル鎖に5個の酸素原子を含む化合物ではカルシウムに選択的となった。
(2)希土類金属イオンとの錯形成を試み、配位子からのエネルギー移動による希土類の増感発光を試みた。上記の化合物ではテルビウム(III)などの希土類イオンとは錯形成をするが明確な可視領域の発光は見られなかった。これはピレンのT_1とテルビウムイオンとのエネルギー差が適当でないためであった。一方、ピレンの代わりにキサンテンを導入した化合物ではテルビウム(III)に対して400倍近い発光の増大が認められ、三重項経由の効率のよいエネルギー移動が観測できた。

Research Products

• [Publications] Kazuharu Sugawara: "Electrochemical Behavior of Sugar Investigated Using a Carbon Paste Electrode Modified with Copper(II)-Porphyrin" Journal of Electroanalytical Chemistry. 394. 263-265 (1995)
• [Publications] Ruriko Tahara: "Synthesis and Complexing Behavior of a New Fluorescent Ligand Using Interaction between Two Substituents" Chemistry Letters. 753-754 (1995)
• [Publications] Akira Toki: "Effect of Paramagnetic Lanthanide Ions on Decay Process of Photogenerated Radical Pairs in Porphyrin-Viologen Linked Compounds at Reversed Micellar Surfaces" Research of Chemical Intermediate. 21. 951-960 (1995)
• [Publications] Kazuharu Sugawara: "Electrochemical Evaluation of Avidin-biotin Interaction Using N-Iodoacetyl-N-biotinylhexylenediamine" Bioelectrochemistry and Bioenergetics. 39(in press). (1995)
• [Publications] Masami Fukushima: "Chromium(III) Binding Abilities of Humic Acids" Analytica Chimica Acta. 317. 195-206 (1995)
• [Publications] Shunitz Tanaka: "Migration Behavior of Naiacin Derivatives in Capillary Electrophoresis" Journal of Chromatography A. 718. 233-237 (1995)