2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of quantum dots applicable to high-throughput analysis of chirality
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18K04897
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| Research Institution | Asahikawa National College of Technology |
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Principal Investigator |
堺井 亮介 旭川工業高等専門学校, 物質化学工学科, 准教授 (90507196)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | キラル / 量子ドット / センサ / 分子認識 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、迅速かつ簡便な蛍光キラルセンシングの新たな手法を提供するために、キラル分子で表面修飾された量子ドットを合成し、そのキラル認識能および蛍光変化について評価した。当該年度の研究実績の一例として、CdSe/ZnS表面にグルタチオンを修飾した量子ドットについて記載する。
目的とするグルタチオンで表面修飾されたCdSe/ZnS量子ドットは、粒子表面の配位子交換によりグルタチオンを導入することで合成した。得られた量子ドットは、紫外線照射により524 nm 付近に極大を有する非常に強い緑色の蛍光を示した。従って、蛍光特性を失うことなく表面修飾できたことが確認された。次に、この量子ドット溶液に、キラルゲストとして様々なキラルカルボン酸を添加し、分光蛍光光度計で蛍光スペクトルを測定した。キラルカルボン酸を添加したところ、どちらのエナンチオマーであっても、ゲスト濃度の増加に伴い蛍光スペクトル強度が次第に減少することが確認できた。しかし、この蛍光消光は加えたキラルカルボン酸のキラリティーに依存しており、例えば、2-クロロマンデル酸の場合、L体と比較してD体の添加がより大きな消光をもたらすことがわかった。以上のような結果から、キラル分子で表面修飾された量子ドットが蛍光キラル分析に適用できる可能性が示唆され、その応用に向けた重要な知見が得られた。
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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
当初達成を目指した、それぞれのエナンチマーに対して異なる蛍光応答を示す量子ドットの合成に成功した。また、分子設計と蛍光変化の関係などの重要な知見が得られた。さらに、適用可能なキラル分子を拡げることや、異なる分子設計の量子ドットでもキラル選択的な蛍光変化が生じることを見出していることから、当初計画したとおり研究はおおむね順調に進行していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
異なるキラル分子で表面修飾された量子ドットの合成とキラル認識能の評価を継続し、蛍光キラルセンシングに適用可能な光学活性化合物の範囲を拡げる。また、エナンチオマー組成（光学純度）の定量的な分析についても、その可能性を検討する。さらに、このキラル選択的な蛍光変化がハイスループットな分析に適用できるか評価、検討する。
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| Causes of Carryover |
前年度当初、目標としたキラルレセプターで表面修飾された量子ドットの合成に予定より多くの時間を費やしたことから、当初予定していた支出額に至らず残額が生じた。今年度は研究を加速さえ、予定していた支出額以上に使用したが、全てを使い切るには至らなかった。執行見込額と実支出額に差が生じたが、研究計画および実施項目に変更はないため、次年度は未使用額も含めて使用し、予定通り計画を達成する。
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