超子分構造体を用いる分子認識と反応制御

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04205047
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 上野 昭彦 東京工業大学, 生命理工学部 (50091658)
• キーワード: シクロデキストリン / ダンシル / 蛍光 / 分子認識 / 包接 / センサー / 蛍光寿命 / 錯体

研究概要

新型分子認識センサーを構築するため、疎水性プローブであるダンシル単位を有する4種類の修飾シクロデキストリンを合成した。それらはダンシル-L-ロイシン修飾β-シクロデキストリン、ダンシル-D-ロイシン修飾β-シクロデキストリン、ダンシル-L-ロイシン修飾γ-シクロデキストリン、ダンシル-D-ロイシン修飾γ-シクロデキストリンであり、不斉識別や結合能力が修飾部位中のアミノ酸の不斉やしクロデキストリンの種類にいかに影響されるか検討した。これら4種のホストの蛍光寿命の解析を行なったところ、いずれも5-8nsと13-18nsの二成分の寿命を示した。ゲスト不在下では長寿命成分の割合が大きいが、ゲストを添加すると短寿命成分の割合が90%以上と大きくなった。一般にダンシルの蛍光は水環境で弱く、疎水環境で強い。この寿命解析の結果は、長寿命成分はダンシル残基が疎水性の空孔内に包接されている構造、短寿命成分はダンシル残基が空孔外の水環境にある構造に対応していることを示しており、ゲスト包接は、ダンシル残基を空孔外に追い出し短寿命成分の割合を大きくさせている。
この4種類の分子認識特性は、ウルソデオキシコール酸(UDCA)などのステロイド、1-メントールなどのモノテルペン、アダマンタン誘導体、シクロヘキサノールなどのアルコールについて、ホスト2μM水溶液にゲスト0.1mMを添加したときの傾光強度の減少量で比較検討した。これらのうちUDCAが最大感度で検出され、モノテルペンなど分子サイズの小さいものに対する応答の程度は小さかった。これらホストは近似したゲスト分子認識特性を示すが、詳細な点ではそれぞれが独特の応答を示した。なお、これらホストの光学活性体ゲストに対する不斉識別能力は小さかった。この点は、修飾部位のフレキシブルな性質を反映していると推測される。

研究成果

• [文献書誌] Iwao Suzuki: "Detection of Organic Compounds by Dual Fluorescence of Bis(1-Pyrenecarbonyl)-γ-cyclodextrins" Chemistry Letters. 269-272 (1992)
• [文献書誌] Akihiko Ueno: "A Modified Cyclodextrin as a Guest responsive Colour-Change Indicator" Nature. 356. 136-137 (1992)
• [文献書誌] Yong Wang: "Syntheses and Molecular Recognition Abilities of 6-O-,2-O-,and 3-O-Dansyl-γ-Cyclodextrins" Chemistry Letters. 863-866 (1992)
• [文献書誌] Akihiko Ueno.: "Host-Guest Sensors of 6A,6B-,6A,6C-,6A,6D-,and 6A,6E-Bis(2-naphthylsulfenyl)-γ-cyclodextrins for Detecting Organic Compounds yb Fluorescence Enhancement" Analytical Chemistry. 64. 1154-1157 (1992)
• [文献書誌] Akihiko Ueno: "Detection of Organic Compounds by Guest-Responsive Circular Dichroism Variations of Ferrocene-appended Cyclodextrins" Analytical Chemistry. 64. 1650-1655 (1992)
• [文献書誌] Akihiko Ueno: "Detection of Organic Compounds by Guest-Responsive Monomer and Excimer Fluorescence of 6A,6B-,6A,6C-,and 6A,6D-Bis(2-naphthylsulfonyl)-β-Cyclodextrins" Analytical Chemistry. 64. 2562-2565 (1992)