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細胞膜への類似性が高い全合成の二分子膜、単分子膜およびLB膜を素材として用い、電子移動メディエーターとともに固定化し、これらの高度な分子配向場での電子移動反応系の設計・制御システムを開発することを目的に研究を行い、以下の成果を得た。
1.二分子膜系でのメディエーション反応の制御
メディエーターとして10N-オクタデシルイソアロキサジンを合成し、アンモニウム型脂質との混合単分子膜を気一液界面で形成させ、これを電極上へ移し取り、細胞膜様の二分子膜を形成させた。メディエーター分子のレドックス反応およびメディエーターを介した溶液中のレドックス活性化合物へのベクトル電子移動は、電極上の二分子膜の結晶相 液晶相への相転移により制御できることが分かった。メディエーターは、脂質のわずか1モル%でも効率よく機能した。
2.単分子膜系での電子移動反応の制御
金電極上の自己組織化単分子膜の溶液種に対する選択的ブロック能を利用し、ベクトル電子移動システムを構築した。たとえば、ドデシルメルカプタン単分子膜電極は、フェロシアンはブロックするが、トリメチルアミンアンモニオフェロセンはブロックできない。両レドックス分子が共存すると、フェロシアン→トリメチルアンモニオメチルフェロセン→電極へのベクトル電子移動が生じた。トデシルメルカプタンの代わりに、リン酸型単分子膜を用いると、ベクトル電子移動のpH制御が可能であった。
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