有機小分子に誘発される発光性ナノ金属種の自己集合を利用した機能開拓

• 研究課題/領域番号: 24350063
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 小西 克明 北海道大学, 地球環境科学研究科(研究院), 教授 (80234798)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2014年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2013年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2012年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
• キーワード: クラスター / 発光 / 分子認識 / センサー / 自己集積

研究成果の概要

水溶液中で特定の物質を検出する化学センサーへの応用を目指して、親水性のポリエチレングリコール(PEG)で表面被覆された発光性カドミウムカルコゲニドクラスターの光学特性を調べるとともに、有機小分子との相互作用による集積化、発光増強の機構に関して基礎的観点から考察を進めた。その結果、クラスター由来の光学特性がPEG部位の鎖長に依存することを明らかとし、取り囲むPEGの極性が無機コアの電子状態に影響を与えることを明らかとした。また、環境汚染物質とも関連する親油性のフェノール類がPEGとの弱い相互作用によってクラスターの集積化を誘起し発光増強をもたらすことを明らかとした。

研究成果

• [雑誌論文] Unexpected electric perturbation effects of simple PEG environments on the optical properties of small cadmium chalcogenide clusters (2015)
  • 著者名/発表者名: Naoto Fukunaga, Katsuaki Konishi
  • 雑誌名: Nanoscale 巻: 7 号: 48 ページ: 20557-20563
  • DOI: 10.1039/c5nr06307h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of Skeletal Isomerization of Ultrasmall Gold Clusters on Electrochemical Properties: Voltammetric Profiles of Nonspoked Octanuclear Clusters (2015)
  • 著者名/発表者名: Yutaro Kamei, Neil Robertson, Yukatsu Shichibu, Katsuaki Konishi
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 巻: 119 号: 20 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1021/jp511296f
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] [Au7]3+ :A Missing Link in the Four-Electron Gold Cluster Fmily (2014)
  • 著者名/発表者名: Yukatsu Shichibu, Mingzhe Zhang , Yutaro Kamei, Katsuaki Konishi
  • 雑誌名: Journal Of The American Chemical Society 巻: 136 号: 37 ページ: 12892-12895
  • DOI: 10.1021/ja508005x
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] PEG鎖が導入されたAu(I)-チオラート配位高分子の合成と特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松峰陸、七分勇勝、小西克明
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学（京田辺）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] PEG修飾Au(I)-チオラート配位高分子の合成と特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松峰陸、七分勇勝、小西克明
  • 学会等名: 化学系学協会北海道支部2016年冬季研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌）
  • 年月日: 2016-01-19
• [学会発表] 双二十面体Au25クラスターの多様な配位子導入と特性探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 泉舘広隆、七分勇勝、小西克明
  • 学会等名: 化学系学協会北海道支部2016年冬季研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌）
  • 年月日: 2016-01-19
• [学会発表] PEG修飾された双二十面体Au25クラスターの合成と特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 泉舘広隆、七分勇勝、小西克明
  • 学会等名: 第4回錯体化学若手の会北海道支部勉強会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌）
  • 年月日: 2015-11-27
• [学会発表] PEG 修飾された双二十面体Au25 クラスターの合成と特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 泉舘広隆、七分勇勝、小西克明
  • 学会等名: 2015年度北海道高分子若手研究会
  • 発表場所: 定山渓グランドホテル瑞苑（札幌）
  • 年月日: 2015-08-28
• [学会発表] ナノと分子の境界における金属集積体の特異性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小西克明
  • 学会等名: 錯体化学若手の会夏の学校2015
  • 発表場所: セントコア山口（山口）
  • 年月日: 2015-08-06
  • 招待講演
• [学会発表] 有機ペンダント基との連携で発現するサブナノ無機クラスターの特異な機能特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小西克明
  • 学会等名: 第64回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(札幌）
  • 年月日: 2015-05-27
  • 招待講演
• [学会発表] サブナノ領域にみられるクラスター化合物の特異な構造と機能特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小西克明
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス（千葉県船橋市）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
  • 招待講演
• [学会発表] クラスター型錯体の配位界面制御に基づく指向性シナジー機能の開拓 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小西克明
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス（千葉県船橋市）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
  • 招待講演
• [学会発表] PEG修飾半導体性クラスターのPEG鎖長に依存した光学的性質 (2015)
  • 著者名/発表者名: 福永直人、七分勇勝、小西克明
  • 学会等名: 第49回高分子学会北海道支部冬季研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学札幌キャンパス（北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-01-26
• [学会発表] ピリジル基を導入したサブナノ金クラスターの光化学的応答性の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩崎光紘、小林直貴、杉内瑞穂、七分勇勝、小西克明
  • 学会等名: 錯体化学会第64回討論会
  • 発表場所: 中央大学後楽園キャンパス（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [学会発表] 金属チオラート骨格を有するティアラ型環状クラスターのホストゲスト特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉田圭佑、瀬田敬太、七分勇勝、小西克明
  • 学会等名: 錯体化学会第64回討論会
  • 発表場所: 中央大学後楽園キャンパス（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [学会発表] Tiny Goldworks: Structures, Electronic Properties and Functions of Molecular Gold Nanoclusters (2014)
  • 著者名/発表者名: Katsuaki Konishi
  • 学会等名: 錯体化学会第64回討論会
  • 発表場所: 中央大学後楽園キャンパス（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-20
  • 招待講演
• [学会発表] Electronic comminication between metallic moiety and organic fanctionalities in ultrasmall organic-modified gold clusters (2014)
  • 著者名/発表者名: Katsuaki Konishi, Naoki Kobayashi, Yukatsu Shichibu
  • 学会等名: ISSPIC-17
  • 発表場所: 九州大学病院キャンパス（福岡県福岡市）
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-12
  • 招待講演
• [学会発表] 金属原子の配列によって発現するクラスター化合物の異常な電子特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小西克明
  • 学会等名: 第54回オーロラセミナー
  • 発表場所: くりやま温泉ホテルパラダイスヒルズ（北海道栗山町）
  • 年月日: 2014-07-13 – 2014-07-14
  • 招待講演
• [学会発表] ポリエチレングリコール修飾無機ナノクラスターの合成とその光学的性質 (2014)
  • 著者名/発表者名: 福永直人、七分勇勝、小西克明
  • 学会等名: 第63回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-30
• [学会発表] 末端修飾型サブナノAu8クラスターの合成と吸収・発光特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 亀井優太朗、七分勇勝、小西克明
  • 学会等名: 日本化学会第94回春季大会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス（愛知県名古屋市）
• [学会発表] PEG修飾半導体性クラスターの光学的性質と凝集誘起発光増大 (2014)
  • 著者名/発表者名: 福永直人、七分勇勝、小西克明
  • 学会等名: 日本化学会第94回春季大会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス（愛知県名古屋市）
• [学会発表] PEG修飾半導体性クラスターの光学的性質と超分子集合体形成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福永直人、鷲尾 達也、七分勇勝、小西 克明
  • 学会等名: 日本化学会年会第93回春季大会
  • 発表場所: 立命館大学びわこ・草津キャンパス(草津)
  • 年月日: 2013-03-25