1998 Fiscal Year Annual Research Report
分子包接による電気化学的シグナル変換に基づく新規化学センシングシステムの開発
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10557213
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小田嶋 和徳 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教授 (30152507)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 克之 ゼリア新薬工業, 中央研究所, 主任研究員
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| Keywords | 化学センシング / ホスト-ゲスト錯体 / カリックスアレーン類 / 四級アンモニウム塩 / 液膜電極 / 膜電位変化 / ドーパミン / フェノール類 |
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| Research Abstract |
分子包接による電気化学的シグナル変換に基づく新規化学センシングシステムの開発に関する研究として,優れたドーパミン/K^+膜電位変化選択性を目指した新規ホストの探索,及び中性型フェノール類による膜電位応答に関して,以下のような基礎知見が得られた。
(1) ドーパミン選択性PVC担持液膜の感応素子として,カリックス[6]アレーン酢酸エステル誘導体(1)及びその類縁体であるホモオキサカリックス[3]アレーントリエーテル誘導体(2)を検討したところ,1はカテコールアミンの中ではドーパミンに対して高い選択性を示したものの,K^+に対してはドーパミンよりも大きな膜電位応答を示し,顕著な妨害が見られた。それに対して,2は1の高いドーパミン選択性(vsアドレナリン,ノルアドレナリン)を保った上で,極めて高いドーパミン/K^+選択性を示すことが明らかとなり,生理的条件下でドーパミン選択的な感応素子として利用可能であることが示された。
(2) 種々の脂溶性四級アンモニウム塩(Q^+X^-)または脂溶性アミンを含むPVC担持液膜において,各種中性型フェノール類(ArOH)に対して,酸性度(pK^a,水素結合能)及び脂溶性(log P_<oct>)を反映した選択的なアニオン性膜電位応答が観測された。電荷を持たない中性種による膜電位変化のメカニズムとして,抽出された.ArOHとQ^+X^-との錯体形成,並びにそれに続くH^+の解離と生成するHXの水相への放出の結果,膜界面で電荷分離状態にあるQ^+X^-の量が減少し,アニオン性の膜電位変化が生起されるという機構が支持された。
脂溶性の脂肪族アミンを含むPVC担持液膜も,アミンがプロトン化される酸性〜中性pH領域で各種ArOHに対して酸性度と脂溶性を反映した上記と同様のアニオン性の膜電位応答を示し,上記と同様なメカニズムによる膜電位応答が支持された。
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[Publications] K.Odashima: "Synthesis and Photoswitchable Complexation/Extraction Properties of Lipophilic Azobis(benzo-15-crown-5)Ionophores for Alkali Metal Cations" Heterocycles. 47(2). 847-856 (1998)
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[Publications] T.Ito: "A Variety of Lipophilic Amines Incorporated in Liquid Membranes Exhibit Potentiometric Responses to Neutral Phenols" Analytical Sciences. 14(2). 89-98 (1998)
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[Publications] T.Ito: "On the Mechanism of Unexpected Potentiometric Response to Neutral Phenols by Liquid Membranes Based on Quaternary Ammonium Salts" Journal of the American Chemical Society. 120(13). 3049-3059 (1998)
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[Publications] K.Odashima: "A Systematic Study on the Complexation of Quaternary Ammonium Salts and Neutral Phenols" Chemical and Pharmaceutical Bulletin. 46(8). 1248-1253 (1998)
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[Publications] K.Odashima: "Molecular Recognition Based on Membrane Potential Changes Induced by Host-Guest Complexation with Inorganic and Organic Guests" Journal of Inclusion Phenomena. 32. 165-178 (1998)
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[Publications] Y.Yamashita: "Construction of Chiral Quaternary Carbon Centers by Asymmetric Alkylation of Achiral Lithium Enolates Mediated by Chiral Tetradentate Ligands" Tetrahedron Letters. 40(in press). (1999)
