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特異的分子認識機能を発現する分析反応場の開拓と化学センサーへの展開

研究課題

研究課題/領域番号 14204074
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 分離・精製・検出法
研究機関東北大学

研究代表者

寺前 紀夫  東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70114569)

研究分担者 西沢 精一  東北大学, 大学院・理学研究科, 講師 (40281969)
山口 央  東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10359531)
周 豪慎  産業技術研究所, 電力エネルギー部門, 主任研究員
ZHOU Hao-shen  National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Energy Electronic Institution, Senior Researcher
内田 達也  東京薬科大学, 生命科学部, 助教授 (30261548)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
56,030千円 (直接経費: 43,100千円、間接経費: 12,930千円)
2004年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2003年度: 14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
2002年度: 31,720千円 (直接経費: 24,400千円、間接経費: 7,320千円)
キーワード固液界面 / 液液界面 / メソ多孔体 / 陽極酸化アルミナ / 分子認識 / 蛍光性リガンド / 表面第二高調波発生 / 溶媒和ダイナミクス / 界面イオン移動 / 水素結合レセプター / メソポーラス / ナノ複合体 / 化学センサー / MCM-41 / メソポーラスシリカ / 無機・有機ナノ複合体 / 界面分子認識 / サイクリックボルタンメトリー
研究概要

特異的分子認識能を発現する新たな分析反応場として,分子集合体の中に形成される疎水場空間や界面、また一次元配列した界面活性剤のナノチャンネルについて検討し、以下の成果を得た。
第一に,相補的DNA二重鎖において1個の塩基を除去した脱塩基部位における分子認識を検討し、水素結合性蛍光リガンドによる選択的核酸塩基認識に成功した。従来用いていたナフチリジン誘導体,AMNDにメチル基を導入して核酸塩基との結合能を検討したところ期待通りの成果を得ることができた。またギャップ構造など疎水場の構造効果についても検討した。
第二に,固液界面及び液液界面における分子認識反応の開拓を界面張力測定により進めた。チオ尿素基やチオウロニウム基を有するレセプター分子を新規合成し,1,2-DCE-水界面における錯生成能を評価した結果,塩化物イオンや臭化物イオンに比べ,脱水和エネルギーの大きなリン酸イオンに対する高い選択性が得られた。特に,チオ尿素基やチオウロニウム基の両者を有するレセプター分子では錯生成定数は,1.7x10^5M^<-1>と大きな値を得た。これはイオン選択性電極や溶媒抽出で見られる二相分配系の選択性とは異なる結果であり,界面特異的選択性の発現を達成できた。
第三に,陽極酸化アルミナ膜中の円柱状アルミナ細孔を反応場とした界面活性剤-シリカナノチャンネル集合体の配向制御を達成した。界面活性剤-シリカナノチャンネル集合体を包含した陽極酸化アルミナ膜に対する種々の化合物の抽出特性を検討した。陽イオン性分子に対してアニオン効果を検討した結果、イオン対抽出のメカニズムで陽イオン性分子がアルミナ膜中の界面活性剤層に取り込まれることが分かった。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2004 その他

すべて 雑誌論文 (18件) 文献書誌 (10件)

  • [雑誌論文] Electrochemical Modification of Benzo-15-Crown-5 Ether on a Glassy Carbon Electrode for Alkali Metal Cation Recognition2004

    • 著者名/発表者名
      K.Morita, A.Yamaguchi, N.Teramae
    • 雑誌名

      J.Electroanal.Chem. 563

      ページ: 249-255

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fluorescence detection of cytosine/guanine transversion based on a hydrogen bond forming ligand2004

    • 著者名/発表者名
      S.Nishizawa, K.Yoshimoto, T.Seino, C.Xu, M.Minagawa, H.Satake, A.Tong, N.Teramae
    • 雑誌名

      Talanta 63

      ページ: 175-179

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Self Assembly of Silica-Surfactant Nanocomposite in Porous Alumina Membrane2004

    • 著者名/発表者名
      A.Yamaguchi, F.Uejo, T.Yoda, T.Yamashita, T.Uchida, Y.Tanamura, N.Teramae
    • 雑誌名

      Nature Mater. 3

      ページ: 337-341

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Thiourea-isothiouronium conjugate for strong and selective binding of very hydrophilic H_2PO_4^- anion at the 1,2-dichloroethane-water interface2004

    • 著者名/発表者名
      R.Kato, Y.Cui, S.Nishizawa, T.Yokobori, N.Teramae
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett. 45

      ページ: 4273-4276

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Facilitated sulfate transfer across the nitrobenzene-water interface as mediated by hydrogen-bonding ionophores2004

    • 著者名/発表者名
      S.Nishizawa, T.Kamaishi, T.Yokobori, R.Kato, Y.Cui, T.Shioya, N.Teramae
    • 雑誌名

      Anal.Sci. 20

      ページ: 1559-1565

    • NAID

      40006493969

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Adsorption behavior of lauric acid at the heptane/water interface as studied by second harmonic generation spectroscopy and interfacial tensiometry2004

    • 著者名/発表者名
      A.Yamaguchi, T.Uchida, K.Nochi, T.Yamashita, N.Teramae
    • 雑誌名

      Anal.Sci. 20

      ページ: 1523-1527

    • NAID

      10013773425

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electrochemical Modification of Benzo-15-Crown-5 Ether on a Glassy Carbon Electrode for Alkali Metal Cation Recognition2004

    • 著者名/発表者名
      K.Morita, A.Yamaguchi, N.Teramae
    • 雑誌名

      J.Electroanal.Chem. 563(2)

      ページ: 249-255

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fluorescence detection of cytosine/guanine transversion based on a hydrogen bond forming ligand2004

    • 著者名/発表者名
      S.Nishizawa, K.Yoshimoto, T.Seino, C.-Y.Xu, Masakazu Minagawa, Hiroyuki Satake, Aijun Tong, Norio Teramae
    • 雑誌名

      Talanta 63(1)

      ページ: 175-179

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Self Assembly of Silica-Surfactant Nanocomposite in Porous Alumina Membrane2004

    • 著者名/発表者名
      A.Yamaguchi, F.Uejo, T.Yoda, T.Yamashita, T.Uchida, Y.Tanamura, N.Teramae
    • 雑誌名

      Nature Mater. 3(5)

      ページ: 337-341

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Thiourea-isothiouronium conjugate for strong and selective binding of very hydrophilic H_2PO_4^-anion at the 1,2-dichloroethane-water interface2004

    • 著者名/発表者名
      R.Kato, Y.Cui, S.Nishizawa, T.Yokobori, N.Teramae
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett. 45 (22)

      ページ: 4273-4276

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Facilitated sulfate transfer across the nitrobenzene-water interface as mediated by hydrogen-bonding ionophores2004

    • 著者名/発表者名
      S.Nishizawa, T.Kamaishi, T.Yokobori, R.Kato, Y.Cui, T.Shioya, N.Teramae
    • 雑誌名

      Anal.Sci. 20 (11)

      ページ: 1559-1565

    • NAID

      40006493969

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Adsorption behavior of lauric acid at the heptane/water interface as studied by second harmonic generation spectroscopy and interfacial tensiometry2004

    • 著者名/発表者名
      A.Yamaguchi, T.Uchida, K.Nochi, T.Yamashita, N.Teramae
    • 雑誌名

      Anal.Sci. 20(11)

      ページ: 1523-1527

    • NAID

      10013773425

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electrochemical Modification of Benzo-15-Crown-5 Ether on a Glassy Carbon Electrode for Alkali Metal Cation Recognition2004

    • 著者名/発表者名
      K.Morita et al.
    • 雑誌名

      J.Electroanal.Chem. 563・2

      ページ: 249-255

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Fluorescence detection of cytosine/guanine transversion based on a hydrogen bond forming ligand2004

    • 著者名/発表者名
      S.Nishizawa et al.
    • 雑誌名

      Talanta 63・1

      ページ: 175-179

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Self Assembly of Silica-Surfactant Nanocomposite in Porous Alumina Membrane2004

    • 著者名/発表者名
      A.Yamaguchi et al.
    • 雑誌名

      Nature Mater. 3・5

      ページ: 337-341

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Thiourea-isothiouronium conjugate for strong and selective binding of very hidrophilic H2PO4- anion at the 1,2-dichloroethane-water interface2004

    • 著者名/発表者名
      R.Kato et al.
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett. 45・22

      ページ: 4273-4276

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Adsorption behavior of lauric acid at the heptane/water interface as studied by second harmonic generation spectroscopy and interfacial tensiometry2004

    • 著者名/発表者名
      A.Yamaguchi et al.
    • 雑誌名

      Anal.Sci. 20・11

      ページ: 1523-1527

    • NAID

      10013773425

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Facilitated sulfate transfer across the nitrobenzene-water interface as mediated by hydrogen-bonding ionophores2004

    • 著者名/発表者名
      S.Nishizawa et al.
    • 雑誌名

      Anal.Sci. 20・11

      ページ: 1559-1565

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] K.Morita, A.Yamaguchi, N.Teramae: "Electrochemical Modification of Benzo-15-Crown-5 Ether on a Glassy Carbon Electrode for Alkali Metal Cation Recognition"Journal of Electroanalytical Chemistry. 563・2. 249-255 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Keitaro Yoshimoto, Chun-Yan Xe, Seiichi Nishizawa, Takanobu Haga, Hiroyuki Satake, Norio Teramae: "Fluorescence detectiona of guanine-adenine transition by a hydrogen bond forming small compound"Chemical Communications. 2960-2961 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Keitaro Yoshimoto, Seiichi Nishizawa, Masakazu Minagawa, Norio Teramae: "Use of A basic Site Containing DNA Strands for Nucleobase Recognition in Water"Journal of American Chemical Society. 125・30. 8982-8983 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Seiichi Nishizawa, Tomoyuki Yokobori, Ryo Kato, Keitaro Yoshimoto, Tomoyuki Kamaishi, Norio Teramae: "Hydrogen-bond forming ionophore for highly efficient transport of phosphate anions across the nitrobenzene-water interface"The Analyst. 128・6. 663-669 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Akira Yamaguchi, Ryo Kato, Seiichi Nishizawa, Norio Teramae: "Anion Recognition at the Solid/Liquid Interface as Studied by Second Harmonic Generation Spectroscopy"Chemistry Letters. 32・9. 798-799 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Akira Yamaguchi, Fumiaki Uejo, Takashi Yoda, Tatsuya Uchida, Yoshihiko Taramura, Tomohisa Yamashita, Norio Teramae: "Self Assembly of Silica-Surfactant Nanocomposite in Porous Alumina Membrane"Nature Materials. (Accepted).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nishizawa, Y.-Y.Cui, M.Minagawa, K.Morita, Y.Kato, S.Taniguchi, R.Kato, N.Teramae: "Conversion of thioureas to fluorescent isothiouroniumu-based photoinduced electron transfer sensors for oxoanion sensing"J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2. 5号. 866-870 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Shigemori, S.Nishizawa, T.Yokobori, T.Shioya, N.Teramae: "Selective binding of the very hydrophilic anion H2PO4-by a hydrogen-bonding receptor adsorbed at the 1,2-dichloroethane/water interface"New J. Chem.. 26・9. 1102-1104 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kimihisa Nochi, Akira Yamaguchi, Takashi Hayashita, Tatsuya Uchida, Norio Teramae: "Direct Observation of Alkali Metal lon Recognition Processes at the Heptane/water Interface by Second Harmonic Generation Spectroscopy"J. Phys. Chem. B. 106・38. 9906-9911 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yuichi Kato, Seiichi Nihsizawa, Norio Teramae: "Template-Assisted Preferential Formation of a Syn Photodimer in a Pyrophosphate-Induced Self-Assembly of a Thymine-Functionalized Isothiouronium Receptor"Org. Lett.. 4・25. 4407-4410 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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