2012 Fiscal Year Research-status Report
水溶性シクロデキストリン・フラーレン誘導体錯体を用いる新規光材料の開発
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24655128
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
池田 篤志 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 准教授 (90274505)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | シクロデキストリン / フラーレン / ホスト-ゲスト錯体 / 水溶性 |
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| Research Abstract |
フラーレン二付加体は８種類の異性体が存在し、それぞれの異性体間で物性の違いが存在する。したがって、これらを精製することは、機能性材料としてフラーレン誘導体を利用する上で重要な課題となる。そこで、本年度は様々な生理活性を持つことが既に知られているカチオン性ビス-N,N-ジメチルフレロピロジニウム塩の前駆体であるビス-N-メチルフレロピロリジンをターゲットとし、シクロデキストリンとのホスト-ゲスト錯体形成による精製を行った。まず、カラムクロマトグラフィーを用いた精製によって、trans-1, trans-2, およびtrans-3の混合物を得た。この混合物とシクロデキストリンとの錯体形成を行うと、シクロデキストリンの添加量が少ない時には、trans-1とtrans-2が、一方添加量が多い時にはtrans-3が優先的に水中に抽出された。さらに、DMSOを添加することで、前者の水溶液からは、水溶液中にtrans-1が残り、沈殿中にtrans-2が存在し、それぞれほぼ選択的に得られ、後者の水溶液からは、沈殿中にtrans-3が選択的に得られた。このように、シクロデキストリンとの錯体を形成させることで、その錯体の安定性の違いによってtrans-1～trans-3までの異性体の高純度での分離精製に成功した。これらの結果より、錯体の安定性は、trans-1＞trans-2＞trans-3の順であり、分子動力学計算からも支持された。
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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
現在、上記研究のように二付加体についてもフラーレン誘導体とシクロデキストリンが1:2錯体を形成することを明らかとした。この結果は当初予定していた一付加体での金属表面への接合部位やがん細胞表面の認識部位と、さらに光捕集部位や電子供与性部位などの官能基をもう一方の置換基として導入できることを意味する。したがって、本成果は当初予定以上の成果といえる。一方、当初予定していたピロリジン骨格以外の様々な置換基を有するフラーレン誘導体についてもシクロデキストリンによる錯体形成できるかどうかについて検討を行なっており、これらの結果もまもなくまとまり、論文投稿する予定である。これらの結果は、今後金属表面への接合部位やがん細胞表面の認識部位をフラーレン表面に導入する際に分子設計をする上で重要な知見であり、予定通り合成方針も立てられる状況となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
様々な置換基を有するフラーレン誘導体について、シクロデキストリンとの錯体形成を検討した結果、置換基の立体障害のみではなく、親水性-疎水性の違いによって、フラーレン誘導体・シクロデキストリン錯体の水溶性に大きく影響することが明らかとなった。これらの結果から、従来予定していた疎水性の保護基や活性基を利用することが困難であることがわかり、今後親水性の保護基や活性基を利用することを予定している。今後は、金属表面への接合部位を導入したフラーレン誘導体を新規合成する予定である。
一方、細胞実験においても、すでにフラーレン誘導体・シクロデキストリン錯体のin vitroでの細胞導入量がフラーレン誘導体の置換基によって大きく異なることを明らかにした。今後、この導入量の差が光線力学活性に大きく影響することが予測され、当初目標であった光線力学活性の向上につながるものと期待できる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
該当なし
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Research Products
(22 results)
