2015 Fiscal Year Research-status Report
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25410100
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| Research Institution | Toho University |
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Principal Investigator |
桑原 俊介 東邦大学, 理学部, 准教授 (40359550)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 分子マシン / 分子バルブ / 光異性化 / 蛍光相関分光法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノレベルでの分子の捕捉，放出の制御は，エネルギー・環境・医療など幅広い分野で求められている重要な技術である。本研究では，外部刺激により弁の回転を制御する分子マシンである分子バルブの開発を目指した。分子バルブはクラウンエーテルの開口部分で分子を吸着させ，光照射により弁を一方向に回転させることにより，吸着した分子を一方向に移動させることができると考えられる。
前年度の研究において，分子バルブの回転中間体は予想以上に不安定であり，当初の予定であったNMRで回転機構を明らかにできなかった。そこでNMRに代わる方法として蛍光相関分光法を用いることを計画した。分子マシンの動作を蛍光相関分光法で追跡するには，高い光安定性を示す蛍光色素が必要である。本年度の研究において，光安定性を向上させるためのシクロオクタテトラエンを導入した蛍光色素Cy5-COTの合成に成功した。Cy5-COTは，従来の蛍光色素Cy5と比べて光安定性が2倍程度向上することがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の研究計画では，分子バルブと超分子構造体との連結を目指していた。しかし予想以上に分子バルブの回転中間体が不安定であり，その回転機構を明らかにできなかった。分子バルブは一方向に回転することが最も重要であり，これを明らかにする必要がある。研究はやや立ち遅れており，来年度の研究では分子バルブの一方向の回転の証明に力を注ぐ予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に合成した蛍光色素Cy5-COTとすでに回転機構が明らかになっている分子マシンを連結し，蛍光相関分光法による分子マシンの単一分子の動作を詳細に調べる。続いてCy5-COTと分子バルブを連結し，蛍光相関分光法による分子バルブの一方向回転を明らかにする。その後，分子バルブと超分子構造体との連結を行う。さらに分子バルブ連結体の分子の取り込みやバルブの回転挙動などの機能を明らかにする予定である。
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| Causes of Carryover |
今年度は研究の進展がやや遅れており，カーボンナノホーンなどの高額な試薬の購入には至らなかったことから，計画した額と使用額に差異が生じた。また，ライス大学ではJames Tour研究室の研究費を使用して研究を行ったため，消耗品費を使用しなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度分の未使用額及び翌年度分の請求額は，購入予定であったカーボンナノホーン，メソポーラスシリカなど合成実験のための試薬の購入に充てる予定である。また，本年度の配分額分は従来の計画通り合成実験のためのガラス器具，化合物を精製するためのシリカゲルなどの消耗品に充てる予定である。
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