2012 Fiscal Year Annual Research Report
有機小分子に誘発される発光性ナノ金属種の自己集合を利用した機能開拓
| Project/Area Number |
24350063
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
小西 克明 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究院, 教授 (80234798)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | 分子認識 / クラスター / 発光 / センサー / 自己集積 |
|---|
| Research Abstract |
本研究では、有機小分子との相互作用を通じて形成される「PEG修飾した発光性ナノ金属種(クラスター)の自己集積体」の形成機構を解明するとともに、「自己集積化にともなう発光増強」を利用して特異な光化学的応答性を示す機能物質を創出することを目的とする。本年度は、構造単位となるクラスターをPEG部分、無機骨格部分、リンカー/スペーサー部分に分割し、様々なPEG修飾クラスターを分子設計をするとともに、クラスター単独系の水溶液中での自己集積体形成能について詳細に検討した。特に、PEG部分の鎖長に注目し、重合度が4～7の短い鎖長を有するものについては、分子量の分布が存在しない一連の単分子前駆体を合成し、エーテルリンカー部分を介してクラスターに導入した。続いて、ゲストの存在しないクラスター単独の条件下で、水溶液中での光化学特性を紫外可視吸収スペクトル、発光スペクトルを調べたところ、加熱によって不可逆的に変化を起こし、特に発光スペクトルについては明確な強度増大を示すことが明らかとなった。一方、加熱後のクラスターサイズについて動的光散乱を用いて検討を行なったところ、PEG鎖の重合度5以上のクラスターについては、加熱の前後でサイズの明確な変化は観察されず、吸収スペクトル、発光スペクトルとの相関はないものと考えられる。これに対して、PEG鎖の重合度4の場合には、加熱時に明らかな自己集積化挙動が観察され、同時に発光スペクトルの増大がみられた。現時点では、これらのスペクトル変化を支配する因子を特定することは困難であるが、PEG鎖のコンホメーション変化が関与していることが示唆される。次年度以降は、これらの知見をふまえて、適切なPEG鎖を選択し、有機小分子との相互作用に伴う会合やスペクトル応答性に軸足を移していく。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究で中心に用いる一連のPEG修飾発光性ナノ金属種(クラスター)群の合成に成功し、その基礎的な性質を明らかにすることで、次年度以降の研究を進展させる上で、有益な知見を得ることができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成24年度に得られたクラスターの集積化とそれに伴う発光増強に関する知見を基盤として、標的に対して「強いホスト-ゲスト錯体」を形成するユニットを戦略的に組み込むことで、低濃度(高感度)で応答できる発光応答系を構築する。
|
| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本年度の研究で、合成ルート、精製方法の最適化を進めた結果、より効率的な手法に確立に成功し、当初予定よりも費用を抑えることができた。余剰分については翌年度の研究費と併せて、次年度以降の分子設計に用いる原材料の購入にあてる。
|
