1998 Fiscal Year Annual Research Report
水素結合に基づき無機アニオンを認識するイオノフォアとそのイオン選択性電極への応用
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10640584
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
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| Keywords | 液膜型イオン選択性電極 / 多点水素結合 / アニオン認識 / ポルフィリン / 酢酸イオン / 硫酸イオン / リン酸イオン / チオ尿素部位 |
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| Research Abstract |
1) 硫酸イオンおよびリン酸二水素イオン自身の持つ水素結合アクセプターサイトに対して,水素結合ドナーサイトであるチオ尿素部位を用いて最大10本の水素結合を形成するホスト分子を新たに設計し合成した.ホスト分子の多点水素結合によるいろいろなアニオンとの錯形成についてNMR分光法により考察した.更に,このホスト分子を液膜型イオン選択性電極に応用し,無機アニオンに対する選択性を評価したところ,硫酸イオンに対して大きな応答が得られ,検出下限は10^<-6>Mであった.
2) 以前当研究室では,平衡時におけるイオン選択性電極応答に関してネルンスト応答よりも大きい応答をする場合(例:twice-Nernstian,response)の理論を報告し,同じ電荷を持つ二種のイオンが試料と膜との間でどのように分布しているのかについて議論したが,今回,プロトン化可能な陰イオンイオノフォアに対して使用するため,この理論を異なる電荷を持つ二種のイオンについて議論できるよう拡張した.
3) レセプターとして,4つの尿素置換基を水素結合ドナー部位として有するポルフィリン誘導体を用いたところ,酢酸イオンに対して極めて選択的な液膜電極を開発することができた.160μM以上の酢酸イオンに対してネルンスト応答が得られ,その検出下限は30,Mと高感度であった.ベンゼン環などのかさ高い置換基を持つカルボン酸イオンに対して選択性の向上が見られたことから,ポルフィリンレセプターが,測定イオンのカルボキシル基だけでなく,その立体的形状も識別していることが示された.本研究で開発した酢酸イオン選択性電極によって,食酢中の酢酸イオンの定量分析が可能である.従来,その水溶性の高さゆえに,液膜電極による検出が極めて困難であるとされてきた酢酸イオンに対して,実試料への応用が可能なほど高選択的な液膜電極を得ることができた.
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[Publications] Shigeru Amemiya: "An Ion-Selective Electrode for Acetate Based on an Urea-Functionalized Porphyrin as a Hydrogen-Bondine Ionophore" Anolyfical Chemistry. (in press).
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[Publications] Kang Ping Xiao: "Ion-Channel-Mimetic Sensing of Hydrophilic Anions Based on Monolayers of a Hydrogen Bond Forming Receptor." Analyfical Chemistry. (in press).
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[Publications] Philippe Buhlmann: "Co-Ion Interference for Ion-Selective Electrodes Based on Charged and Neutral Ionophores: A Comparison." Analyfical Chemistry. 70・20. 4291-4303 (1998)
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[Publications] Seiichi Nishizawa: "Application of a Bis-Tniourea Ionophore for an Anion Selective Electrode with a Remarkable Sulfate Selectivity." Analytica Chimica Acta. 358. 35-44 (1998)
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[Publications] Philippe Buhlmann: "Chemical Sensing with Chemically Modified Electrodes that Mimic Gating at Biomembranes Incorporating Ion-Channel Receptors." Electro analysis. 10・17. 1149-1158 (1998)
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[Publications] Philippe Buhlmann: "Carrier-Bosed Ion-Selectiv Electrodes and Optocies 2 Ionophores for Potentionietric and Optical Sensors" Chemical Reviews. 98・4. 1593-1687 (1998)
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[Publications] Philippe Buhlmann: "Chemical Sensors 1997/1998 -Ion Sensors" Chemical Sensors. 14・3. 93-109 (1998)
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[Publications] Philippe Buhlmann: "Hydrogen-Bonding Ionophores for Inorganic Anions and Nucleotides and Their Application in Chemical Sensors" J Inclusion Phenom.Mol Recognit. Chem.32. 151-163 (1998)
