| 研究課題/領域番号 |
19K05537
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34020:分析化学関連
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
半田 友衣子 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (20586599)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 配位高分子 / ランタノイド / リン酸エステル / 結晶構造転移 / 金属-有機構造体 / 結晶構造変化 / イオン交換 / 金属ー有機構造体 / テトラキスリン酸 / ヌクレオチド / ナノ空間 / 物質認識 / 液体クロマトグラフィー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
金属-有機構造体(Metal-organic framework: MOF) の均一ナノ空間と結晶構造変化を利用する水溶液中での特異的物質認識の解析と高感度・高選択的測定への展開を目的とする。具体的には、（１）Ln3+とリン酸配位子が形成するMOFにおけるMOF骨格結節点の金属交換反応の特異性の解明と金属イオン分離および検出系へ応用、（２）MOF内均一空間への選択的溶媒凝集とそれを利用する極性小分子の高効率分離、（３）生体分子を構成要素とするMOFの合成と特異的反応系への応用、に取り組む。
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| 研究成果の概要 |
ランタノイドイオン（Ln3+）―リン酸エステル配位子が形成する金属―有機構造体（MOF）で，通常系列とは異なる選択性の金属イオン交換が起こることを明らかにした。特に，bis(4-nitrophenyl)phosphateが形成するリン酸エステルMOFでのLn3+結節点金属交換反応では，重希土類金属イオンのみでイオン交換反応が進行することを明らかにし，結晶―結晶構造転移が関与する反応機構を提唱した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
金属―有機構造体の水に対する構造安定性が低いとされる中で，リン酸エステルとランタノイドイオンが形成する金属―有機構造体は，水溶液中でも溶解度が低い。これまで，MOFの利用は主に気相中か有機溶媒中であったため，本研究の成果は，MOFの利用範囲拡大に貢献する。また，本研究で得られた知見は，物質認識をトリガーとして起こる結晶構造変化を利用して，他の材料にはない新たな物質認識系の設計が可能であることを示唆する。
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