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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Supramolecular Allosteric Signal-amplification Sensing Based on Flexible Polymers

Research Project

Project/Area Number 16H06041
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

福原 学  東京工業大学, 理学院, 准教授 (30505996)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsアロステリズム / 化学センサー / 静水圧 / カードラン / ポリチオフェン
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、最近研究代表者が提唱している"超分子アロステリックシグナル増幅センシング(Supramolecular Allosteric Signal-amplification Sensing)" (SASS)手法を活用することで、薬理活性物質を標的とした機能性高分子センサーの開発を目的とした。本課題は、生体内で"スマート"に活用されているアロステリック効果に想を得て、認識サイトから離れた部位での変化を鋭敏に捉え、伝播した高分子主鎖から増幅した光学出力を検出する"SASS"の新概念を実践し、汎用性の高い手法として拡大・展開した。
本課題の主な実績としては、SASSに関する総説がJ. Incl. Phenom. Macrocyclic. Chem.に掲載され、本センシング手法へのパラダイムシフトを誘起している。また実際の例としては、水溶液中でのオリゴ糖センシングにおいて、カードラン(多糖)の構造変化が起きる時の水素結合ネットワークへの糖鎖の取り込みが鍵機構であることを突き止めている。この成果については、Chem. Eur. J. 2017, 23, 11272-11278.ならびにJ. Org. Chem.誌に掲載され、大きな反響をよんだ。またこのようなセンシングは、内部因子により制御していたが(温度、溶媒、pHなど)、外部刺激として圧力による動的制御も可能であり、これらの成果は、ChemPhotoChem. 2018, 2, 959-963.およびChem. Eur. J. 2019, 25, 2011-2018.で報告できた。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (25 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (16 results) (of which Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Sichuan University(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      Sichuan University
  • [Int'l Joint Research] Technische Universita¨t Mu¨nchen(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Technische Universita¨t Mu¨nchen
  • [Journal Article] Hydrostatic Pressure on Toroidal Interaction and Propeller Chirality of Hexaarylbenzenes: Explicit Solvent Effects on Differential Volumes in Methylcyclohexane and Hexane2019

    • Author(s)
      Kosaka, T.; Iwai, S.; Fukuhara, G.; Imai, Y.; Mori, T.
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 25 Pages: 2011-2018

    • DOI

      10.1002/chem.201804688

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Oligosaccharide Sensing in Aqueous Media Using Porphyrin-Curdlan Conjugates: An Allosteric Signal-Amplification System2019

    • Author(s)
      Sasaki, M.; Ryoson, Y.; Numata, M.; Fukuhara, G.
    • Journal Title

      J. Org. Chem.

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.1021/acs.joc.9b00040

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Diastereoselective Photocycloaddition Reaction of Vinyl Ether Tethered to 1,4-Naphthoquinone2019

    • Author(s)
      Ishikawa, H.; Chung, T. S.; Fukuhara, G.; Shigemitsu, H.; Kida, T.; Bach, T.; Mori, T.
    • Journal Title

      ChemPhotoChem.

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.1002/cptc.201900022

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Allosteric signal-amplification sensing with polymer-based supramolecular hosts2019

    • Author(s)
      Fukuhara, G.
    • Journal Title

      J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem.

      Volume: 93 Pages: 127-143

    • DOI

      10.1007/s10847-019-00881-2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 1,8-Diphenyl-9,10-Bis(arylethynyl)phenanthrenes: Synthesis, Distorted Structure, and Optical Properties2018

    • Author(s)
      Konishi, A.; Morinaga, A.; Fukuhara, G.; Nishijima, M.; Mori, T.; Kida, T.; Yasuda, M.
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 24 Pages: 6625-6631

    • DOI

      10.1002/chem.201800150

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Efficient Cleavage of Permethylated Cyclodextrins2018

    • Author(s)
      Ishida, Y.; Fukuhara, G.
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 3 Pages: 6279-6282

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b01116

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 液体を伝播する衝撃波圧力の計測手法に関する基礎検討2019

    • Author(s)
      柳生右京・宇野何岸・赤木友紀・佐久間一郎・塚本哲・福原学・中川桂一
    • Organizer
      平成30年度衝撃波シンポジウム
  • [Presentation] 凍結不斉List-Barbas-Mannich反応における特異的エナンチオマー過剰率の起源2019

    • Author(s)
      飯島 弘貴・原田 誠・福原 学・岡田 哲男
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
  • [Presentation] チオウレア部位を有するビチオフェンを用いたアニオンセンシング2019

    • Author(s)
      土屋 智誠・福原 学
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
  • [Presentation] 異種発色団修飾カードランを用いた水溶液中でのオリゴ糖センシング2019

    • Author(s)
      良尊 由麻・福原 学
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
  • [Presentation] グルカンと凝集誘起発光性発色団を有する高分子からなる複合錯体の動的制御2019

    • Author(s)
      中舍 琴恵・福原 学
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
  • [Presentation] Photophysical properties of a multi-interactive ligand and syntheses of coordination networks by ligand aggregation2019

    • Author(s)
      NAKANISHI, Keisuke; OHTSU, Hiroyoshi; FUKUHARA, Gaku; KAWANO, Masaki
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
  • [Presentation] シクロデキストリン修飾ポリチオフェンセンサーを用いる水溶液中でのペプチド分析2018

    • Author(s)
      石田裕規・井上佳久・福原 学
    • Organizer
      第78回分析化学討論会
  • [Presentation] 凍結溶液中での不斉List-Barbas-Mannich反応におけるエナンチオマー過剰率に及ぼす固液界面の影響2018

    • Author(s)
      飯島 弘貴・原田 誠・福原 学・岡田 哲男
    • Organizer
      第78回分析化学討論会
  • [Presentation] アロステリズムによって増幅できるポリマーセンサーを用いる超分子センシング2018

    • Author(s)
      福原 学
    • Organizer
      第16回ホスト―ゲスト・超分子化学シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 光化学と超分子分析化学2018

    • Author(s)
      福原 学
    • Organizer
      第39回光化学若手の会
    • Invited
  • [Presentation] シクロデキストリン-ポリチオフェンセンサーがペプチドに示すアロステリズム2018

    • Author(s)
      石田裕規・岡田悠佑・井上佳久・福原 学
    • Organizer
      第64回高分子研究発表会(神戸)
  • [Presentation] テトラフェニルエチレン修飾カードランによる水溶液中でのオリゴ糖センシング2018

    • Author(s)
      黒原大輝・沼田宗典・Cornelia Bohne・井上佳久・福原 学
    • Organizer
      2018年光化学討論会
  • [Presentation] テトラフェニルエチレン修飾カードランを用いる水溶液中でのオリゴ糖認識2018

    • Author(s)
      黒原大輝・沼田宗典・Cornelia Bohne・福原 学
    • Organizer
      第29回基礎有機化学討論会
  • [Presentation] テトラフェニルエチレン修飾カードランセンサーを用いる水溶液中でのオリゴ糖分析2018

    • Author(s)
      黒原大輝・沼田宗典・Cornelia Bohne・井上佳久・福原 学
    • Organizer
      日本分析化学会第67年会
  • [Presentation] 光学シグナル増幅が可能な化学センサーの開発2018

    • Author(s)
      福原 学
    • Organizer
      革新的フォトニクス基盤の創成
    • Invited
  • [Presentation] 光学出力を増幅するアロステリック計測2018

    • Author(s)
      福原 学
    • Organizer
      第8回CSJ化学フェスタ2018
    • Invited
  • [Remarks] 岡田・福原研ホームページ

    • URL

      http://www.chemistry.titech.ac.jp/~okada/index.html

URL: 

Published: 2019-12-27  

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