キノリンおよびイソキノリンを基盤とする蛍光性配位子の機能拡張

• 研究課題/領域番号: 15K05454
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機化学
• 研究機関: 奈良女子大学
• 研究代表者: 三方 裕司 奈良女子大学, 自然科学系, 教授 (10252826)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: キノリン / イソキノリン / 蛍光センサー / 亜鉛 / カドミウム / リン酸 / ピロリン酸 / グルコース / モノリン酸 / 水銀 / 鉄

研究成果の概要

本研究では特に、キノリンの特性を活用した特異的蛍光センサーについて研究を行い、カドミウムイオン、亜鉛イオン、およびリン酸を厳密に区別できる化合物を開発した。連結鎖長、連結鎖に存在する配位原子の種類および数、キノリン環に存在する置換基の種類及び数、キノリンからイソキノリンへの変換等により、特定金属イオンおよびアニオン への特異性を向上させることができた。また、その特異性発現のメカニズムをX線結晶構造解析および理論計算から明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Carbohydrate-Appended TQNPEN (N,N,N’,N’-Tetrakis(2-quinolylmethyl)-3-aza-1,5-pentanediamine) Derivatives for Fluorescent Detection of Intracellular Cd2+ (2018)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata, K. Nozaki, M. Kaneda, K. Yasuda, M. Aoyama, S. Tamotsu, and A. Matsumoto
  • 雑誌名: Eur. J. Inorg. Chem. 巻: - 号: 24 ページ: 2755-2761
  • DOI: 10.1002/ejic.201800086
  • 査読あり
• [雑誌論文] TQOPEN (N,N,N’,N’-tetrakis(2-quinolylmethyl)-3-oxa-1,5-pentanediamine) family as heptadentate fluorescent Cd2+ sensors (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata, A. Kizu, K. Nozaki, H. Konno, H. Ono, S. Mizutani, S. Sato
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 56 号: 13 ページ: 7404-7415
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.7b00560
  • 査読あり
• [雑誌論文] Replacement of quinolines with isoquinolines affords target metal ion switching from Zn2+ to Cd2+ in the fluorescent sensor TQLN (N,N,N’,N’-tetrakis(2-quinolylmethyl)-2,6-bis(aminomethyl)pyridine) (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata, A. Takekoshi, M. Kaneda, H. Konno, K. Yasuda, M. Aoyama and S. Tamotsu
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 46 号: 3 ページ: 632-637
  • DOI: 10.1039/c6dt03948k
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] OFF-ON-OFF fluorescent response of N,N,N′,N′-tetrakis(1-isoquinolylmethyl)-2-hydroxy-1,3-propanediamine (1-isoHTQHPN) toward Zn2+ (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuji Mikata, Risa Ohnishi, Anna Ugai, Hideo Konno, Yasushi Nakata, Ikuko Hamagamie, Shin-ichiro Sato
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 45 号: 17 ページ: 7250-7257
  • DOI: 10.1039/c6dt00506c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescent Detection of Phosphate Ion via a Tetranuclear Zinc Complex Supported by Tetrakisquinoline Ligand and mu-4-PO4 Core (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuji Mikata, Risa Ohnishi, Risa Nishijima, and Hideo Konno
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 55 号: 21 ページ: 11440-11446
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.6b01967
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tris(8-methoxy-2-quinolylmethyl)amine (8-MeOTQA) as a highly fluorescent Zn2+ probe prepared by convenient C3-symmetric tripodal amine synthesis (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata, Y. Nodomi, R. Ohnishi, A. Kizu and H. Konno
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 44 号: 17 ページ: 8021-8030
  • DOI: 10.1039/c5dt00514k
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] OFF-ON, Ratiometric, and ON-OFF Fluorescent Responses of Thioether-Linked Bisquinolines toward Hg2+ and Fe3+ Ions (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata, K. Nakanishi, F. Nakagaki, A. Kizu, and H. Konno
  • 雑誌名: Eur. J. Inorg. Chem. 巻: - 号: 22 ページ: 3769-3780
  • DOI: 10.1002/ejic.201500220
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Quinoline/Isoquinoline-Based Heptadentate Ligands with Zn2+/Cd2+-Specific Fluorescent Response (2018)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata
  • 学会等名: SPACC24
  • 国際学会
• [学会発表] キノリン類縁体を含む配位子を用いたマンガン二核錯体の合成とその特性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 内藤恭子・松本有正・三方裕司
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] Synthesis and Reactivity of Cobalt Complexes with Isoquinoline-Based Ligands Derived from TPA (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Ishii, Arimasa Matsumoto, Yuji Mikata
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] キレート配位子BAPTAを基本骨格とするテトラキスキノリン誘導体のカドミウム特異的蛍光応答 (2018)
  • 著者名/発表者名: 金田みのり・松本有正・三方裕司
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] Fluorescent Response of Substituted Tetrakisquinoline and Phenanthridine Derivatives toward Pyrophosphate Ion (2017)
  • 著者名/発表者名: Risa Nishijima, Risa Ohnishi, and Yuji Mikata
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] キノリン及びイソキノリン部位を有する蛍光性七座配位子による亜鉛とカドミウムの識別 (2017)
  • 著者名/発表者名: 金田みのり・竹腰綾香・三方裕司
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] テトラキスキノリン誘導体の金属イオン特異的蛍光応答 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三方裕司・竹腰綾香・金田みのり
  • 学会等名: 第15回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム
• [学会発表] キレート配位子EGTAおよびBAPTAを基本骨格とするテトラキスキノリン誘導体のカドミウム特異的蛍光応答 (2017)
  • 著者名/発表者名: 金田みのり・松本有正・三方裕司
  • 学会等名: 第67回錯体化学会討論会
• [学会発表] イソキノリン部位を有するエチレンジアミン誘導体を用いたオキソ架橋を含む鉄二核錯体の構造と反応 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中山広実・松本有正・三方裕司
  • 学会等名: 第67回錯体化学会討論会
• [学会発表] イソキノリン部位を有するTPA誘導体を用いたオキソ架橋を含む鉄二核錯体の構造と反応 (2017)
  • 著者名/発表者名: 青野有理・松本有正・三方裕司
  • 学会等名: 第67回錯体化学会討論会
• [学会発表] Structure of Zinc Alkoxide Complexes in Asymmetric Autocatalysis of Pyrimidyl Alkanol (2017)
  • 著者名/発表者名: Arimasa Matsumoto, Misumi Akizuki, Ayame Tanaka, Yuji Mikata, Tsuneomi Kawasaki, Kenso Soai
  • 学会等名: 第67回錯体化学会討論会
• [学会発表] Molecular Design of Cadmium-Specific Fluorescent Sensors (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata, M. Kaneda, and A. Kizu
  • 学会等名: AsBIC8
  • 発表場所: University of Auckland
  • 年月日: 2016-12-04
  • 国際学会
• [学会発表] Quinoline-Based Molecular Design of Cd2+-Specific Fluorescent Probes (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata, M. Kaneda, and A. Kizu
  • 学会等名: SPACC23
  • 発表場所: 岡山理科大学
  • 年月日: 2016-11-21
  • 国際学会
• [学会発表] TPA骨格を持つイソキノリン誘導体を配位子として用いた鉄二核錯体の構造とその安定性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 青野有理・山川咲季・三方裕司
  • 学会等名: 第66回錯体化学討論会
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2016-09-10
• [学会発表] キノリン部位を有する糖含有カドミウム特異的蛍光センサーの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野﨑香名・木津朝子・三方裕司
  • 学会等名: 第66回錯体化学討論会
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2016-09-10
• [学会発表] テトラキスキノリン誘導体のカドミウムイオン選択的蛍光応答 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三方裕司・木津朝子・野﨑香名
  • 学会等名: 第14回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
  • 発表場所: 高知城ホール
  • 年月日: 2016-06-04
• [学会発表] Mechanism for Specific Response of TQEN-Based Heptadentate Ligands toward Cadmium Ion (2016)
  • 著者名/発表者名: Asako Kizu and Yuji Mikata
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] 糖含有TQEN誘導体のカドミウム特異的蛍光応答 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野﨑香名・三方裕司
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] Quinoline-based ligand design for fluorescent sensing of metal ions (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuji Mikata
  • 学会等名: Pacifichem2015
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] テトラキスキノリン誘導体のカドミウムイオン特異的蛍光応答 (2015)
  • 著者名/発表者名: 三方裕司・木津朝子・竹腰綾香
  • 学会等名: 第48回酸化反応討論会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2015-10-23
• [学会発表] キノリン部位を有する亜鉛二核錯体を用いたピロリン酸イオン及びリン酸イオンの検出 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大西理佐・三方裕司
  • 学会等名: 第65回錯体化学討論会
  • 発表場所: 奈良女子大学
  • 年月日: 2015-09-21
• [学会発表] TQENを基本骨格とした七座配位子のカドミウム特異的蛍光応答 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木津朝子・三方裕司
  • 学会等名: 第65回錯体化学討論会
  • 発表場所: 奈良女子大学
  • 年月日: 2015-09-21
• [学会発表] TQEN誘導体におけるエチレンジアミン部位の立体規制による亜鉛錯体形成時の蛍光挙動変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野﨑香名・三方裕司
  • 学会等名: 第65回錯体化学討論会
  • 発表場所: 奈良女子大学
  • 年月日: 2015-09-21
• [学会発表] Quinoline-Based Fluorescent Ligand for Detection of Biological Metal Ions (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuji Mikata
  • 学会等名: ICBIC17
  • 発表場所: China National Convension Center (Beijing)
  • 年月日: 2015-07-20
  • 国際学会
• [学会発表] キノリン誘導体のカドミウムイオン特異的蛍光応答 (2015)
  • 著者名/発表者名: 三方裕司・木津朝子・竹腰綾香
  • 学会等名: 第13回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2015-06-06
• [図書] “Metal-Carbohydrate Interactions/Complexes” in “Encyclopedia of Inorganic and Bioinorganic Chemistry” (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuji Mikata
  • 総ページ数: 19
  • 出版者: Wiley
  • ISBN: 9781119951438