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金属クラスターのバイオケミカルコーディング

研究課題

研究課題/領域番号 19K22198
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分34:無機・錯体化学、分析化学およびその関連分野
研究機関東京工業大学

研究代表者

今岡 享稔  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80398635)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワードペプチド / 白金錯体 / クラスター / サブナノ粒子 / 金属クラスター / 自動合成 / ナノ粒子 / 電子顕微鏡
研究開始時の研究の概要

次世代触媒として期待される金属クラスターの構成原子数や化学組成を、プログラムのコードに基づき自在に生成できる新技術「金属クラスターのバイオケミカルコーディング」の実現が目的である。本提案は、設計図に基づき3Dプリンターが物体を形作るのと同様、オンデマンドで多品種のクラスターを精密に形成する、従来法にないアドバンテージを持つ。本研究を「クラスターのケミカルコーディング」にむけた概念実証(PoC)と位置づけ、合金クラスターの自動合成を目指した研究を行う。

研究成果の概要

サブナノメートルスケールの金属や合金クラスターは卓越した触媒活性を示すなど、ポストナノテク材料として注目を集めている。本研究では白金錯体を側鎖に持つメタロペプチドから、原子レベルで精密な白金サブナノ粒子の合成に成功した。ペプチドの前駆体は、MerrifieldのSPPS(Solid Phase Peptide Synthesis)法を用いて自動的に合成され、炭素に担持された後、水素雰囲気下で加熱することにより、対応する原子数の白金サブナノ粒子に変換された。本提案は、オンデマンドで多品種のクラスターを精密に形成する全自動合成の原理実証(PoC)となるものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ペプチドの前駆体は、MerrifieldのSPPS(Solid Phase Peptide Synthesis)法を用いて自動的に合成され、炭素に担持された後、水素雰囲気下で加熱することにより、対応する原子数の白金サブナノ粒子に変換された。本研究の成果は自動合成法を駆使して様々な構成原子数や元素からなるサブナノ粒子がテンプレートフリーで得られることを示している。白金サブナノ粒子は、触媒反応に応用できる可能性がある。本コンセプトは、さまざまな金属種のサブナノ粒子を原子レベルの精度で自動合成することを可能にし、触媒、発光材料、記録材料などの探索を加速させることが期待される。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Wet-Chemical Strategy for Atom-Precise Metal Cluster Catalysts2019

    • 著者名/発表者名
      Imaoka Takane、Yamamoto Kimihisa
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 92 号: 5 ページ: 941-948

    • DOI

      10.1246/bcsj.20190008

    • NAID

      130007649756

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 原子数を制御した異種金属ドープ白金サブナノ粒子の合成2021

    • 著者名/発表者名
      青木里紗, 赤沼友貴, 今岡 享稔, 山元 公寿
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] メタロペプチド鋳型法による金属サブナノ粒子の合成2021

    • 著者名/発表者名
      安徳 七海、西山 和輝、田中 祐圭、今岡 享稔、大河内 美奈、山元 公寿
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] メタロペプチドを鋳型とした新規サブナノ粒子合成法の開拓2020

    • 著者名/発表者名
      西山 和輝, 今岡 享稔, 山元 公寿
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 側鎖を化学修飾したメタロペプチドの合成と動態評価2019

    • 著者名/発表者名
      西山 和輝, 山元 公寿, 今岡享稔
    • 学会等名
      第9回 CSJ化学フェスタ2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] メタル化ペプチドを用いた金属含有クラスターの製造方法2020

    • 発明者名
      今岡 享稔、西山 和輝、大河内 美奈、田中 祐圭、山元 公寿
    • 権利者名
      今岡 享稔、西山 和輝、大河内 美奈、田中 祐圭、山元 公寿
    • 産業財産権種類
      特許
    • 公開番号
      2020-151706
    • 出願年月日
      2020
    • 取得年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2022-01-27  

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