2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of a sensor molecule for the detection of the hydrolysis product of the chemical weapons
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18K04634
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
楠川 隆博 京都工芸繊維大学, 分子化学系, 准教授 (70300720)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | メチルホスホン酸 / アミジン / サリン / 化学兵器 / 蛍光発光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
サリン・ソマン・VXなどの有機リン系化学剤は、容易に加水分解によりメチルホスホン酸を生成するため、これら有機リン系化学剤を検出することは、しばしば困難である。我々は、この加水分解により生成したメチルホスホン酸を選択的に検出する蛍光発光センサーの開発を行い、これら化学剤の使用痕跡を検出することを検討している。ホスホン酸との間で電荷支援型水素結合（アミジニウムーホスホネート）を形成するアミジンを発光性分子に修飾し、ホスホン酸と結合形成後に蛍光発光を示す、または蛍光発光の波長が変化するよう、分子設計を行った。分子設計には時間依存密度汎関数法を用いてメチルホスホン酸との会合後の蛍光発光の波長を推測して行った。 アミジンには窒素原子が存在するため、発光性分子が光を吸収して励起状態になっても、窒素上の非共有電子対が発光性分子に流れ込むため、蛍光発光を示さないが、メチルホスホン酸と会合することで電荷支援型水素結合（アミジニウムーホスホネート）を形成し、正電荷を生じるため、上記の電子の流れ込みが抑制され、蛍光発光を示すことを見いだした。すなわち、メチルホスホン酸を検出する発光センサーの開発に成功した。比較として、ホスホン酸と同様に電荷支援型水素結合を形成するジカルボン酸誘導体の検出についても検討を行った。現在は、ホスホン酸の検出感度と選択性の向上を目指してさらなるセンサー分子の設計・開発を進めている。
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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
ホスホン酸を検出するセンサーの開発に成功し、学会発表を行うことができた。現在は、論文執筆中であり、同時により選択性が高く、高感度のセンサー分子の開発にも着手している。なお、比較として検討したジカルボン酸の検出については、論文発表を行うことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
メチルホスホン酸を高選択・高感度で検出するセンサー分子として、凝集誘起発光を示すテトラフェニルエチレン骨格を有するアミジンの開発を行い、新しいセンサー分子の開発に挑戦する。テトラフェニルエチレンは、フェニル基の回転により無輻射失活するため、蛍光発光を示さない。このテトラフェニルエチレンにアミジンを修飾し、メチルホスホン酸との会合後には、フェニル基の回転が抑制されて、蛍光発光を示すことが期待できる。
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Research Products
(4 results)
