• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

ボロン酸の反応性に基づくシクロデキストリンゲル化学センサーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ2748
補助金の研究課題番号 21J00709 (2021-2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2021-2022)
応募区分国内
審査区分 小区分34020:分析化学関連
研究機関埼玉大学 (2023)
上智大学 (2021-2022)

研究代表者

鈴木 陽太  埼玉大学, 理工学研究科, 助教

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2023年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードボロン酸 / シクロデキストリン / 分子認識 / 超分子複合体 / 糖類 / ヌクレオチド / 蛍光 / ゲル
研究開始時の研究の概要

本研究では、生理学的条件であるpH 7.4の水中で効率良く反応が進行する、高い酸性度を持つボロン酸を反応部位とした、疎水性プローブ/シクロデキストリン超分子複合体を新規に合成し、これらの糖類・糖類縁体(ヌクレオチド等)に対するセンシング能を評価する。さらに、合成した超分子複合体を架橋剤によって高分子化することで、生理学的条件において糖類・ヌクレオチド類等の様々な生体関連分子を迅速にセンシングできるシクロデキストリンゲル化学センサーを創製する。

研究実績の概要

病状の診断や生物学的過程の解明のために,生体関連分子のセンシング及びモニタリングが医療や生物学の観点から重要である。本研究課題では、生理学的pHの水中で効率よく反応が進行する,高い酸性度のボロン酸を反応部位とした,種々のプローブ/シクロデキストリン(CyD)超分子複合体(CyD型超分子分析試薬)を開発する(研究1)。さらに,このCyD型超分子分析試薬を高分子化することで,生理学的条件において生体関連分子を迅速にセンシングできるCyD型ゲル状化学センサーを開発する(研究2)。
研究1については,代表的な生体関連分子であるアデノシン三リン酸,及びD-グルコースそれぞれに対して,生理学的pHの水中で非常に高い選択性を示すCyD型超分子分析試薬の開発に成功した。さらに,当初の計画以上の成果として,D-グルコースを高い選択性でキラル認識するCyD型超分子分析試薬の開発にも成功した。令和5年度の成果として,発色団の構造を変えることで,L-糖への選択性を持つCyD型超分子分析試薬の開発にも成功した。このキラル認識機構は非常に興味深いことから,現在,量子化学計算を駆使することで,CyD型超分子分析試薬の包接構造,及び蛍光応答機構に関する知見を得ることを試みている。
研究2については,界面活性剤を用いた逆乳化法によって,極めて微細なサイズを持つCyDナノゲル粒子(粒径10 nm程度,分子量30 kDa程度)の開発に成功した。CyD型超分子分析試薬のための,新しい反応場になり得る素材として期待できる。令和5年度の成果として,高い酸性度を持つボロン酸部位を修飾したCyDナノゲルの評価を行った。しかし,未修飾のCyDナノゲルと比較して水溶性が大きく低下してしまったため,構造の更なる検討(主に修飾部位への水溶性の付与など)が必要であることが分かった。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 オープンアクセス 8件、 査読あり 8件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 備考 (7件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Catania(イタリア)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] KU Leuven(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Padova(イタリア)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] シクロデキストリン型超分子分析試薬2023

    • 著者名/発表者名
      SUZUKI Yota、HASHIMOTO Takeshi、HAYASHITA Takashi
    • 雑誌名

      オレオサイエンス

      巻: 23 号: 7 ページ: 367-375

    • DOI

      10.5650/oleoscience.23.367

    • ISSN
      1345-8949, 2187-3461
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-Throughput Analysis of Bacterial Toxic Lipopolysaccharide in Water by Dual-Wavelength Monitoring Using a Ratiometric Fluorescent Chemosensor2023

    • 著者名/発表者名
      Kimoto Hiroshi、Takahashi Moeka、Masuko Masakage、Sato Kai、Hirahara Yuya、Iiyama Masamitsu、Suzuki Yota、Hashimoto Takeshi、Hayashita Takashi
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 95 号: 33 ページ: 12349-12357

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.3c01870

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Supramolecular Assemblies of Fluorescent Nitric Oxide Photoreleasers with Ultrasmall Cyclodextrin Nanogels2023

    • 著者名/発表者名
      Martins Tassia J.、Parisi Cristina、Suzuki Yota、Hashimoto Takeshi、Nostro Antonia、Ginestra Giovanna、Hayashita Takashi、Sortino Salvatore
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 28 号: 15 ページ: 5665-5665

    • DOI

      10.3390/molecules28155665

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Aggregation-Based Bacterial Separation with Gram-Positive Selectivity by Using a Benzoxaborole-Modified Dendrimer2023

    • 著者名/発表者名
      Mikagi Ayame、Takahashi Yotaro、Kanzawa Nobuyuki、Suzuki Yota、Tsuchido Yuji、Hashimoto Takeshi、Hayashita Takashi
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 28 号: 4 ページ: 1704-1704

    • DOI

      10.3390/molecules28041704

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Selective ATP recognition by boronic acid-appended cyclodextrin and a fluorescent probe supramolecular complex in water2023

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Yota、Masuko Masakage、Hashimoto Takeshi、Hayashita Takashi
    • 雑誌名

      New Journal of Chemistry

      巻: - 号: 15 ページ: 7035-7040

    • DOI

      10.1039/d3nj00139c

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of ultrasmall cyclodextrin nanogels by an inverse emulsion method using a cationic surfactant2023

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Satomi、Cesari Andrea、Soma Suzuka、Suzuki Yota、Casulli Maria Antonietta、Sato Kai、Mancin Fabrizio、Hashimoto Takeshi、Hayashita Takashi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 59 号: 27 ページ: 4071-4074

    • DOI

      10.1039/d3cc00523b

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ratiometric fluorescence sensing of <scp>d</scp>-allulose using an inclusion complex of γ-cyclodextrin with a benzoxaborole-based probe2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Yota、Hashimoto Takeshi、Hayashita Takashi
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 12 号: 19 ページ: 12145-12151

    • DOI

      10.1039/d2ra00749e

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A simple supramolecular complex of boronic acid-appended β-cyclodextrin and a fluorescent boronic acid-based probe with excellent selectivity for <scp>d</scp>-glucose in water2022

    • 著者名/発表者名
      Sugita Ko、Suzuki Yota、Tsuchido Yuji、Fujiwara Shoji、Hashimoto Takeshi、Hayashita Takashi
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 12 号: 31 ページ: 20259-20263

    • DOI

      10.1039/d2ra03567g

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recognition of <scp>d</scp>-Glucose in Water with Excellent Sensitivity, Selectivity, and Chiral Selectivity Using γ-Cyclodextrin and Fluorescent Boronic Acid Inclusion Complexes Having a <i>Pseudo</i>-diboronic Acid Moiety2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Yota、Mizuta Yuji、Mikagi Ayame、Misawa-Suzuki Tomoyo、Tsuchido Yuji、Sugaya Tomoaki、Hashimoto Takeshi、Ema Kazuhiro、Hayashita Takashi
    • 雑誌名

      ACS Sensors

      巻: 8 号: 1 ページ: 218-227

    • DOI

      10.1021/acssensors.2c02087

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] レシオメトリック型蛍光化学センサーを用いた細菌毒素LPSのハイスループット分析2023

    • 著者名/発表者名
      木本 洋・高橋 萌香・益子 征景・佐藤 海・平原 裕也・飯山 真充・鈴木 陽太・橋本 剛・早下 隆士
    • 学会等名
      日本分析化学会第72年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 優れた包接機能を有する超微細シクロデキストリンナノゲルの開発2023

    • 著者名/発表者名
      早下 隆士・竹内 聡弥・相馬 涼佳・鈴木 陽太・橋本 剛
    • 学会等名
      第39回シクロデキストリンシンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] シクロデキストリン空孔を反応場として活用する超分子分析試薬の開発2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木陽太
    • 学会等名
      第39回シクロデキストリンシンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シクロデキストリン空孔を反応場として活用したD-グルコースの高選択なキラル蛍光認識2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木 陽太・橋本 剛・早下 隆士
    • 学会等名
      日本化学会第103回春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ベンゾオキサボロール修飾デンドリマーの設計と細菌識別機能評価2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 洋太郎・三ヶ木 彩芽・鈴木 陽太・橋本 剛・早下 隆士
    • 学会等名
      第82回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ジピコリルアミン型蛍光プローブ/ボロン酸修飾シクロデキストリン複合体によるリン酸およびヒ酸の検出2022

    • 著者名/発表者名
      益子 征景・芦埜 知岳・鈴木 陽太・橋本 剛・早下 隆士
    • 学会等名
      第82回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Sensing of a rare sugar by inclusion complex of benzoxaborole-based probe with cyclodextrin2022

    • 著者名/発表者名
      Yota Suzuki, Takeshi Hashimoto, Takashi Hayashita
    • 学会等名
      20th International Cyclodextrin Symposium (20th ICS)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ガンマシクロデキストリンと蛍光性ボロン酸型プローブの超分子複合体を用いたグルコースの選択的蛍光認識2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木 陽太・水田 祐司・橋本 剛・早下 隆士
    • 学会等名
      第38回シクロデキストリンシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 単純な構造のボロン酸とシクロデキストリンの超分子複合体による水中でのグルコースの選択的センシング2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木 陽太・水田 祐司・橋本 剛・早下 隆士
    • 学会等名
      日本分析化学会第71年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ジピコリルアミン型超分子蛍光プローブの設計とスペーサー効果によるリン酸誘導体の選択的検出2022

    • 著者名/発表者名
      益子 征景・鈴木 陽太・橋本 剛・早下 隆士
    • 学会等名
      日本分析化学会第71年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Fluorescent Chemosensing for D-glucose by Inclusion Complex of γ-Cyclodextrin and Pyridylboronic Acid-based Probe Showing Excellent Chiral Selectivity2022

    • 著者名/発表者名
      Yota Suzuki, Takeshi Hashimoto, Takashi Hayashita
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Ion Exchange (ICIE 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of PAMAM Dendrimer Modified with Benzoxaborole for Bacteria Discrimination2022

    • 著者名/発表者名
      Yotaro Takahashi, Yota Suzuki, Ayame Mikagi, Takeshi Hashimoto, Takashi Hayashita
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Ion Exchange (ICIE 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective Fluorescent Chemosensing for D-glucose in Water Using a Simple Inclusion Complex of Gamma-cyclodextrin with Boronic Acid2022

    • 著者名/発表者名
      Yota Suzuki, Takeshi Hashimoto, Takashi Hayashita
    • 学会等名
      ICPAC Kota Kinabalu 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sensing mechanism of o-azophenylboronic acid-based colorimetric sensors for D-fructose2021

    • 著者名/発表者名
      Yota Suzuki, Tomoaki Sugaya, Takashi Hayashita, Koji Ishihara
    • 学会等名
      Pacifichem 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ベンゾキサボロール型プローブ/シクロデキストリン超分子錯体による水中での糖類の蛍光認識能の評価2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木 陽太、橋本 剛、早下 隆士
    • 学会等名
      第35回日本イオン交換研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ジピコリルアミン型蛍光プローブ/ボロン酸修飾シクロデキストリン複合体の設計とスペーサー効果2021

    • 著者名/発表者名
      益子 征景、芦埜 知岳、鈴木 陽太、橋本 剛、早下 隆士
    • 学会等名
      第35回日本イオン交換研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高い酸性度を持つボロン酸型プローブとシクロデキストリンの複合体による糖類の分子認識2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木 陽太、橋本 剛、早下 隆士
    • 学会等名
      日本分析化学会第70年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 上智大学 分析化学研究グループ ホームページ

    • URL

      http://www.mls.sophia.ac.jp/~analysis/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] シクロデキストリン学会 奨励賞 受賞

    • URL

      http://www.scdj.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] ブドウ糖“だけ”を捕まえて光る超分子複合体の開発に成功しました

    • URL

      https://www.sophia.ac.jp/jpn/article/news/press/221223/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] New Fluorescent Chiral-Selective Receptor System

    • URL

      https://www.sophia.ac.jp/eng/article/news/release/press20230302/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] シクロデキストリンの「穴の中」で光るセンサー

    • URL

      https://www.chem-station.com/blog/2023/01/cyclodextrin.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] Supramolecular glucose chemosensor

    • URL

      https://sj.jst.go.jp/news/202302/n0215-01k.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 上智大学 分析化学研究グループ 早下研究室 ホームページ

    • URL

      http://www.mls.sophia.ac.jp/~analysis/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] キラル糖分子のキラル認識方法および複合体2022

    • 発明者名
      鈴木 陽太, 早下 隆士, 橋本 剛
    • 権利者名
      鈴木 陽太, 早下 隆士, 橋本 剛
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi