生体膜を模した新規な分子認識輸送膜の開発

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01604522
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 渡辺 正 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (70092385)
• 研究分担者: 吉田 章一郎 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (40111570)
• キーワード: 分子認識 / 輸送膜 / クラウンエ-テル / LB膜 / 化学修飾 / 酸化スズ電極

研究概要

1.研究目的
高度の分子認識機能と輸送機能をもつ固体膜の開発を目的として、(1)固体表面への機能分子修飾方法、(2)固体表面分子の電気化学的キャラクタリゼ-ション、(3)液体膜による機能分子の物質輸送機能、について検討した。
2.研究成果
(1)クラウンエ-テルの表面修飾.特定のイオンを選択的に捕捉する長鎖クラウンエ-テルの単分子膜をLB法によって酸化スズ(SnO_2)基板上に累積した。また、シランカップラ-またはチタネ-トカップラ-を用いて、SnO_2基板上にクラウンエ-テルを化学結合させた。
(2)表面分子の電気化学的キャラクタリゼ-ション.(1)で作製したSnO_2電極について、空乏モ-ド電界効果による表面電導程度変化を観測した結果、電極の応答と溶液中の各種イオンのサイズあるいはクラウンエ-テルとの錯体安定度定数との間に良好な相関が得られ、電極表面のクラウンエ-テルのイオン認識機能が確認された。
(3)液体膜による輸送機能評価.LB膜構成分子となるステアリン酸またはステアリルアミンとクラウンエ-テルを含むクロロホルム液体膜の両側水相に等モルのアルカリ金属塩化物を加え、その溶液間にpH勾配をつけたプロトン駆動型輸送を行ったところ、クラウンエ-テルと錯形成するカリウムイオンがその濃度勾配に逆らって選択的に輸送されることが判明した。
以上の結果より、固体表面への機能分子修飾法と表面の電気化学的キャラクタリゼ-ションの確立が達成された。さらに、膜構成分子の協同効果によるイオンの能動輸送機能を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Yusuke OKAWA: "Depletion-Mode Field-Effect Semiconductor Sensor with Cation-Sensitive Polymer Membranes." Bull.Chem.Soc.Jpn.61(4). 1175-1179 (1988)
• [文献書誌] Tadashi WATANABE: "Glucose Oxidase-Modified SnO_2 Electrode as Electrochemical Glucose Sensor." Chem.Lett.1988. 1183-1186 (1988)
• [文献書誌] Shoichiro YOSHIDA: "Kinetics of Ion Transport by Macrocyclic Carriers in Liquid Membrane Systems." J.Coord.Chem.18. 63-68 (1988)
• [文献書誌] Shoichiro YOSHIDA: "Ion Sensitive Tin Oxide Electrodes Carrying Amphiphilic Crown Ether Langmuir-Blodgett Films." Chem.Lett.1989. 243-246 (1989)
• [文献書誌] Tetsu TATSUMA: "Enzyme Monolayer- and Bilayer-modified Tin Oxide Electrodes for the Determination of Hydrogen Peroxide and Glucose." Anal.Chem.61(10). 2352-2355 (1989)
• [文献書誌] Yusuke OKAWA: "Glucose Sensor Carryinn Monomolecular Layer of Glucose Oxidase Covalently Bound to Tin(IV)Oxide Electrode." Anal.Sci.5(5). 507-512 (1989)
• [文献書誌] 小宮山真: "LB膜" 冬樹社, 98 (1990)