Biochemical Coding of Metal Clusters

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K22198
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 34:Inorganic/coordination chemistry, analytical chemistry, and related fields
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Imaoka Takane 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80398635)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2021-03-31
• Keywords: ペプチド / 白金錯体 / クラスター / サブナノ粒子

Outline of Final Research Achievements

Sub-nanometer scale metal and alloy clusters have been attracting attention as post-nanotechnology materials due to their outstanding catalytic activity. In this study, we have succeeded in synthesizing atomically precise platinum subnanoparticles from metallopeptides containing platinum complexes in their side chains. The peptide precursors were automatically synthesized using Merrifield's Solid Phase Peptide Synthesis (SPPS) method, supported on carbon, and then converted into platinum sub-nanoparticles of the corresponding atomic number by heating in a hydrogen atmosphere. The proposed method is a proof-of-concept (PoC) of fully automated synthesis for precise formation of a large variety of clusters on demand.

Free Research Field

錯体化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ペプチドの前駆体は、MerrifieldのSPPS（Solid Phase Peptide Synthesis）法を用いて自動的に合成され、炭素に担持された後、水素雰囲気下で加熱することにより、対応する原子数の白金サブナノ粒子に変換された。本研究の成果は自動合成法を駆使して様々な構成原子数や元素からなるサブナノ粒子がテンプレートフリーで得られることを示している。白金サブナノ粒子は、触媒反応に応用できる可能性がある。本コンセプトは、さまざまな金属種のサブナノ粒子を原子レベルの精度で自動合成することを可能にし、触媒、発光材料、記録材料などの探索を加速させることが期待される。