| 研究課題/領域番号 |
21K05117
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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 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
石原 浩二 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20168248)
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| 研究分担者 |
稲毛 正彦 愛知教育大学, 教育学部, 特別教授 (20176407)
菅谷 知明 千葉工業大学, 工学部, 教授 (30633367)
岩月 聡史 甲南大学, 理工学部, 教授 (80373033)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 化学センサー / D-グルコース / ジボロン酸 / 反応性 / メカニズム / 糖センサー / センシングメカニズム / 反応機構 / ジボロン酸試薬 / 比色センサー / 蛍光センサー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
従来の同種類のボロン酸より成るジボロン酸型糖化学センサーは、D-グルコースと１：１で反応するが、この種のジボロン酸ではD-フルクトース共存下でD-グルコースを選択的にセンシングすることは困難である。本研究では、pKaの異なる二つのボロン酸(ジオールの捕捉部位と発色部位)をリンカーでつないだ種々のジボロン酸化合物を合成し、比色センサーおよび蛍光センサーとしての性能の評価を行うことにより、D-グルコースに選択的なセンサーの開発を行う。
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| 研究成果の概要 |
D-グルコースを効率的に定量可能な二つの等価なボロン酸からなるジボロン酸型センサーが開発されているが、このジボロン酸では、糖混合物からD-グルコースを選択的に定量することは困難である。そのため、pKaが異なる二つの非等価なボロン酸からなる種々のジボロン酸型化学センサーの合成を行い、その性能の評価を行った。また、より高性能な糖化学センサーの開発のための基礎化学情報を得るため、従来の等価なジボロン酸型化学センサーおよびそれらの構成要素であるモノボロン酸によるD-グルコースのセンシングの詳細なメカニズムを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ボロン酸（RB(OH)2）がジオール類と反応することを利用するボロン酸型糖化学センサーは、今日まで有機・生命化学分野において数多く開発されている。しかし、これらの開発研究ではボロン酸のRの化学的修飾に主眼が置かれており、センシング効率の鍵となる「ボロン酸の反応性および反応機構」に関する基礎研究は疎かにされてきた。そのため、我々は基礎化学的手法を用いて「ボロン酸の反応そのもの」に関する基礎研究を行い、その成果に基づき、D-グルコースの特異的センシングのための化学センサーを設計した。また、その性能評価を行うことにより、より効率的なボロン酸型糖化学センサーの設計指針を当該分野に提供した。
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