2015 Fiscal Year Research-status Report
分子三脚単分子膜による超高感度、高選択性金属イオンセンサーの開発
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15K05474
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
北川 敏一 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20183791)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平井 克幸 三重大学, 社会連携研究センター, 准教授 (80208793)
岡崎 隆男 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90301241)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 自己組織化単分子膜 / 分子三脚 / イオンセンサー / デアザプリン / フェロセン / 薗頭カップリング / サイクリックボルタンメトリー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、アダマンタン骨格をコアにもつ分子三脚がAu基板表面に強固に３点吸着して垂直配向を保ちながら自己組織化単分子膜を形成することに基づき、膜中の三脚分子の上部に金属イオン配位能をもつリガンドと電気化学活性なフェロセンを結合することにより、電気化学挙動に基づくイオンセンサーを開発する。平成27年度はこの目的で研究を進め、以下の成果を得た。
１．アダマンタン三脚-デアザプリン-フェロセン連結分子の合成
イオンセンサー機能ユニットであるフェロセニルデアザプリンに薗頭カップリングの継ぎ手であるエチニル基を結合した分子を合成した。ここへ以前我々が開発した、アダマンタン骨格の上部にヨードフェニル基をもつ三脚形トリチオアセテートを連結し、水素化アルミニウムリチウムでトリチオールに変換することにより、センサー単分子膜の構成要素となる標記の３成分連結分子を合成した。
２.自己組織化単分子膜の形成と膜構造の確認
１.で合成したトリチオールのAu(111)基板上への自己組織化単分子膜をを溶液浸漬法により形成した。サイクリックボルタンメトリーで硫黄原子の還元的脱離を観測することにより、高密度単分子膜が形成されたことを確認した。さらに、イオン配位応答特性の基準となる、基板上フェロセンの酸化還元が可逆的に観測できた。ボルタモグラムのピーク形状から、顕著な隣接分子間の相互作用が認められ、分子の密集による静電反発の存在が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
アダマンタン三脚-デアザプリン-フェロセンの３者連結分子の合成と単分子膜の作製を当初の計画通り行い、単分子膜上でのフェロセンの酸化還元を観測することにより、イオンセンサー機能を検討する準備が完了した。イオンセンサー単分子膜のもうひとつの作製法として、あらかじめAu基板上に作製したヨードフェニル基をもつ三脚形トリチオールの単分子膜に、基板上でフェロセニルデアザプリンのカップリングを行うことを計画していたが、これについての検討は現在進行中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
得られた単分子膜上におけるフェロセンの酸化還元電位が、デアザプリンに対する金属イオンの配位の有無により変化することを確認する。配位金属の選択性が電位のシフトに反映されると予想されるため、特定のイオンを検出するセンサーとしての機能すると期待される。イオン検出の感度を評価し、高感度を得る条件を検討して行く。
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| Remarks |
三重大学大学院工学研究科有機機能化学研究室ホームページ
http://www.ocm.chem.mie-u.ac.jp/web/index.html
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