2015 Fiscal Year Research-status Report
高感度オプトードのための分子集合体ケモセンサーの開発
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15K05487
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
藤田 典史 名城大学, 理工学部, 准教授 (10346819)
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| Project Period (FY) |
2015-10-21 – 2018-03-31
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| Keywords | 自己集合 / 低分子ゲル / ケモセンサー / 色素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高感度オプトード感応膜のための分子集合体ケモセンサー構築を目的として、非共有結合性相互作用により一次元分子集合することが期待される長鎖アルキル基を修飾クルクミン(1)の合成した。当初はクルクミンを原料とした合成ルートを検討したが、β―ジカルボニル基に由来する互変異性によると思われる影響により所望の化合物が得られなかった。そこで、最後のステップでクルクミン核を構築ルートに変更することで目的化合物(1)を良好な収率で得た。マイティーバイアルを用いた倒立法により、化合物1はヘキサンを含む炭化水素系溶媒から透明なゲルを与え、酢酸エチルやジエチルエーテルなどの極性溶媒から半透明のゲルを与えることがわかった。これらの結果より、ゲル内部で発達した一次元分子集合体が生成していることが強く示唆された。1の希薄溶液とゲル状態の紫外可視吸収スペクトルを溶媒にヘプタンを用いて比較したところ、ゲル状態のスペクトルは溶液状態のそれに比べ7.5 nm短波長シフトする事から、ゲル状態で1はH会合性を有して一次元集合体を形成していることが明らかとなった。1はTHF溶液中で鉄(Ⅲ)イオンと相互作用することがわかり、クルクミンが有する金属イオンとの錯体形成能が損なわれていないことが判明した。加えて、1の分子集合体より作成した薄膜を塩化銅(Ⅱ)イオンを含む溶液（[Cu2+] = 2.0 mmol/L)に浸漬したところ、１時間後に1由来の発光の有意な消光がみられた。
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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
当初設計した分子は合成スキームを変更後に合成する事ができ、得られた化合物は期待した通りのゲル化能を発現した。また、合成した化合物は溶液状態において、基体として用いたクルクミン分子がもつ金属イオン配位能を保持することが明らかとなり、これらの知見を元に、目的化合物から得られる分子集合体から調製した薄膜を用いて、重金属の１種である銅(II)イオンのセンシングに成功した。以上のことより、初年度に立案した内容はほぼ計画通り進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
分子集合体の構造解析が進んでいないため、電子顕微鏡や原子間力顕微鏡による観察と共に、XRDを用いた分子配列に関する知見も得る。各種金属イオンとの相互作用能や吸収スペクトル及び発光スペクトルの変化について調査を行。側鎖に水溶性置換基を導入した類縁体を合成し、水溶液中におけるケモセンシングに関する知見も得る。また、三次元ハニカム構造構築のための分子設計をすすめる。最終的にはそれぞれの利点をいかしたオプトード用感応膜の作成に向けた微量イオンの高感度感応性について検討したい。
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