パルス電解ストップフロー分光法による酸素ラジカルの反応特異性の解明

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09875207
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 大坂 武男 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (80152099)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北村 房男 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (00224973) ; 岡島 武義 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (70194347) ; 徳田 耕一 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (40016548)
• Keywords: 活性酸素 / 酸素ラジカル / パルス電解法 / ストップトフロー分光法 / 電子移動反応 / 自己組織化膜 / スーパーオキシドイオン / 酵素

Research Abstract

本研究では,様々な生命現象に密接に関連している活性酸素種の中で,スーパーオキシドイオン(O_2^-)とその共役酸であるヒドロペルオキシラジカル(H_<02>・),ヒドロキシルラジカル(・OH)などの“酸素ラジカル"の生成,反応制御,反応特異性の解明及びin situ検出を目的として行われ,本年度は次の成果を得た。
1.Au-S結合を利用して様々なチオール化合物を電極表面に自己組織化した分子修飾電極を構築しし,これらの電極を用いることによって水溶液系でスーパーオキシドイオンを電解成できることをはじめて見い出し,さらにin vivoシステムに適用可能であることを明らかにした。
2.レドックス酵素(テトクロームC)の単分子層を電極表面に自己組織化することによって酵素 配向電極を構築し,これを用いてスーパーオキシドイオンを電気化学的に検出することに成功した。
3.非水溶媒中,吊り下げ水銀電極(HMDE)での酸素分子(O_2)/スーパーオキシドイオン(O_2^-)対の電極反応(特にO_2^-のO_2への再酸化過程)において,電流振動現象が起こることをはじめて見い出し,そのメカニズムを明らかにした。
4.O_<22>^-とH_2O・ラジカルの生体関連物質との反応特異性をストップトフロー分光法で解明した。

Research Products

• [Publications] Yong CHE: "Solvatochromic Linear Solvation Energy Relationships for Solubility of O_2 in Various Media Containing Tetraethylammonium Perchlorate" Anal.Sci.13. 1039-1042 (1997)
• [Publications] K.V.GOBI: "Voltammetric Behavior of Self-Assembled Monolayers of Novel Nickel (II/III) Pentaazamacrocyclic Complex on Gold Electrode" Denki Kagaku. 65. 498-500 (1997)
• [Publications] Fusao KITAMURA: "Infrared Spectroscopic Observation of Water at a Gold Electrode/Aqueous Perchlorate Solution Interface" Electrochim.Acta. 42. 1235-1238 (1997)
• [Publications] M.K.OH: "Electrocatalytic Reduction of Dioxygen in the Presence of N,N'-Dipentyl Viologen" Chem.Lett.1997. 67-68 (1997)
• [Publications] S.A.JOHN: "Electrochemical Study on Monomer/Dimer Equilibria of a Series of Asymmetric Viologen Monolayers on Electrode Surface" J.Electroanal.Chem.436. 267-270 (1997)
• [Publications] Yong CHE: "New Oscillatory Phenomena in the Redox Reaction of O_2/O_2^- Couple on a Hanging Mercury Drop Electrode in Acetone Media" Chem.Lett.1998. 97-98 (1998)
• [Publications] K.V.GOBI: "Electrochemical Characteristics of Self-Assembled Monolayers of Novel Nickel(II) Pentaazamacrocyclic Complex on Gold Electrode" Langmuir. 14(発表予定). (1998)
• [Publications] K.V.GOBI: "Monomolecular Films of Nickel(II) Pentaazamacrocyclic Complex for Electrocatalytic Oxidation of Hydrogen Peroxxde at Gold Electrodes" J.Electroanal.Chem.(発表予定). (1998)
• [Publications] Shinya KISHIOKA: "Reaction Mechanism and Kinetics of Alcohol Oxidation at Nitroxyl Radical Modified Electrodes" J.Electroanal.Chem.(発表予定). (1998)
• [Publications] Shinya KISHIOKA: "Spectroelectrochemical Detection of an Intermediate in the Alcohal Oxidation Process with a Nitroxyl Radical" Chem.Lett.1998(発表予定). (1998)
• [Publications] K.V.GOBI: "Electrochemical and Spectroscopic Studies of Nickel (II/III) Complexes with Novel 14-Membered Hexaaza Macrocycle" Electrochim.Acta. (発表予定). (1998)
• [Publications] Youg CHE: "Solvatochromic Linear Solvation Energy Relationships for Solubility of O_2 in Various Solvents" Bull.Chem.Soc.Jpn.71,No.3(発表予定). (1998)
• [Publications] Keizo YAMADA: "Microelectrodes with Leak of Solution" Denki Kagaku. 66(発表予定). (1998)
• [Publications] 大坂武男: "O_2とO_3-オゾンがこわれるしくみ-" 化学と教育. 46(発表予定). (1998)
• [Publications] 大坂武男(分担): "表面技術便覧" 日刊工業新聞社(表面技術協会編),(発表予定), (1998)