2000 Fiscal Year Annual Research Report
蛍光特性の理論的予測と高性能蛍光誘導体化試薬の開発
| Project/Area Number |
11672137
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
三田 智文 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教授 (30187306)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今井 一洋 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (50012620)
|
|---|
| Keywords | ベンゾフラザン / 蛍光 / 半経験的分子軌道法 / HPLC / 誘導体化試薬 |
|---|
| Research Abstract |
我々は、既に4,7位ジ置換ベンゾフラザン化合物の蛍光特性が、置換基のハメット定数を用いて予測可能であることを報告している。この予測法を用いれば、試薬自身は無蛍光で、分析対象物質と反応した後に蛍光を発する発蛍光試薬を容易に開発することができる。さらに、これら化合物の構造と蛍光特性の関係を理論的に明らかにするために、半経験的分子軌道法であるPM3法を用いてエネルギー準位を計算し、蛍光特性の関係を考察した結果、最低励起一重項状態と高位三重項状態のエネルギー差が大きいほど蛍光が強いことが明らかとなり、分子軌道計算から蛍光特性を予測することが可能となった。
今回、化合物の構造と蛍光特性の関係をより一般的に理解するために、4位置換ベンゾフラザン化合物の構造と蛍光特性の関係を検討した。その結果、4,7位ジ置換ベンゾフラザン化合物で得られたのと同様に最低励起一重項状態と高位三重項状態のエネルギー差が大きいほど蛍光が強いことが明らかとなった。また、ベンゾフラザン化合物と芳香族化合物を用いて、PET(Photo-induced electron transfer)といわれる電子移動による蛍光のon-offについても検討した。その結果、蛍光性を有するベンゾフラザン化合物のHOMOおよびLUMOと、添加した芳香族化合物のHOMO,LUMOにより、電子移動による蛍光の消光を予測できることを明らかにした。
以上の結果をもとにベンゾフラザン化合物の構造と蛍光特性を予測し、発蛍光誘導体化試薬を開発した。まず、ペプチド分析用の水溶性ベンゾフラザン発蛍光試薬(ES-ABD-F)を開発した。この試薬を用いることにより、生理活性ペプチドの高感度分析が可能になると思われる。さらに、ベンゾフラザン蛍光エドマン試薬MTBD-NCSを開発することができた。
このように、ベンゾフラザン骨格を有する化合物の構造と蛍光特性の関係を解明し、その関係を用いて蛍光誘導体化試薬の開発に成功した。この方法は、他の骨格を有する化合物にも適用可能であり、今後、多くの有用な蛍光試薬の開発に繋がると考えられる。
|
-
[Publications] Akira Toriba: "Development of an amino acid sequence and D/L-configuration determination method of peptide with a new fluorescence Edman reagent."Analytical Chemistry. 72. 732-739 (2000)
-
[Publications] Seiichi Uchiyama: "Semi-empirical PM3 calculation predict the fluorescence quantum yields of 4-monosubstituted benzofurazan compounds."J.Chem.Soc.Perkin Trans 2. 1199-1207 (2000)
-
[Publications] Toshi Kajiro: "Development of water-soluble fluorogenic reagents having a 2,1,3-benzoxadiazole structure and their application to the determination of peptides."Analyst. 125. 1115-1121 (2000)
-
[Publications] Seiichi Uchiyama: "Study on the fluorescent on-off properties of benzofurazan compounds bearing aromatic substituent group and design of fluorescent on-off derivatization reagents."Analyst. 125. 1839-1845 (2000)
