分子形状記憶導電性ポリマーを用いるアミノ酸キラルセンサーの実用化研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12554034
• Research Institution: YAMAGUCHI UNIVERSITY
• Principal Investigator: 長岡 勉 山口大学, 工学部, 教授 (00172510)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中山 雅晴 山口大学, 工学部, 助教授 (70274181) ; 小倉 興太郎 山口大学, 工学部, 教授 (40035077)
• Keywords: 過酸化ポリピロール / 導電性高分子 / 分子鋳型 / アミノ酸 / 光学異性体認識 / アラニン / コロイド / 高選択性

Research Abstract

緒言 われわれは,導電性ポリマーであるポリピロールが過酸化されると脱ドープにより鋳型が形成されることを研究してきた。ポリピロールはモノマーより酸化的に合成されるためポリマー内に陽電荷が発生する。この陽電荷はドーパントと呼ばれる陰イオンにより中和されるが,このポリマーをさらに酸化すると(過酸化)この陽電荷が消滅し,ドーパントイオンの脱ドープが起こる。このとき,ドーパントの形が分子鋳型としてポリマー内に記憶される。前年度の研究で,この方法はアミノ酸の光学異性体の選択的取り込みに極めて有効であることが分かった。
今年度の研究結果 この過酸化による陰イオンの脱ドープは,XPS分光法による検討の結果,ほぼ完全に起こることが実証できた。また,過酸化はポリマー組織の硬化を伴うことが水晶振動子マイクロバランス法による研究から分かった。このような結果から,ポリマー内に形成される鋳型が鋳型分子の形を極めて忠実にトレースしていることが判明した。このように鋳型ポリマーの優れた物性が確認できたので,アミノ酸光学異性体の認識を過酸化ポリピロールコロイドを作成して行った。L-乳酸を鋳型分子としてコロイドを合成し,アラニンの取り込みを検討したところ,L体の方がD体に比べて10倍以上取り込まれることが分かった。また,ここで作成された鋳型はアミノ酸の側鎖の大きさも正確に認識していることも分かった。したがって,この過酸化ポリマーはこれまでの鋳型ポリマーに比べて非常に高い選択性を有していることが実証できた。

Research Products

• [Publications] H.Shiigi, M.Kishimoto, H.Yakabe, B.Deore, T.Nagaoka: "Highly Selective Molecularly Imprinted Overoxidized Polypyrrole Colloids : One-Step Preparation Technique"Anal.Sci.. 18. 41-44 (2002)
• [Publications] B.Deore, T.Nagaoka: "Enantioselective Uptake of Amino Acids with Molecularly Imprinted Overoxidized Polypyrrole"Review of Polarography. 47. 76-86 (2002)
• [Publications] Z.Chen, K.Okamura, M.Hanaki, T.Nagaoka: "Selective Determination of Tryptophan by Using a Carbon Paste Electrode Modified with an Overoxidized Polypyrrole Film"Anal.Sci.. (印刷中).
• [Publications] B.Deore, T.Nagaoka: "Chiral Discrimination of Amino Acids Using Polypyrrole and Its Overoxidized Form"Research Trends. (印刷中).
• [Publications] B.Deore, H.Shiigi, T.Nagaoka: "Triple Pulse Amperometric Detection of Underivatized Amino Acids at Polypyrrole Modified Copper Electrode in An Acidic Solution"Talanta. (印刷中).