種々の分子間力を用いる自己集合単分子膜の構造制御

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08231210
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 梅澤 喜夫 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (80011724)
• 研究分担者: BUHLMANN Phi 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (20262149) ; 遠田 浩治 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (60212065) ; 菅原 正雄 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (50002176)
• キーワード: トリカルボン酸トリチオアミド / シクロデキストリン / 化学力顕微鏡 / 化学修飾探針 / 電極表面積制御 / 水銀電極 / ヌクレオチド / 相補的塩基対形成

研究概要

1.グラシーカーボン電極上の長鎖アルキルシトシン誘導体のレセプター分子膜は,グアノシンーリン酸(GMP)と多点水素結合により相補的塩基対を形成する.GMPが持つ負電荷により,膜の表面電荷が変わるために,溶液中に加えられたマーカー陰イオンは電荷-電荷相互作用によって膜構成分子間間隙を透過できなくなる.この分子膜センサーはGMPのAMPに対する選択的な識別検出が可能である.(Isr.J.Chem.in press)
2.金電極上の自己集合単分子膜(SAM)を安定させるとともに個々のレセプターサイトの距離を制御するための分子として、トリカルボン酸トリチオアミドを合成した.この分子のチオアミド部位は金電極表面にSAMを形成するのに有効であり、また、隣接する分子間でのカルボン酸部位同士の水素結合は安定なSAM構築に有効である.このレセプターに基づく分子膜センサーは、1,4,7,10,13,16-ヘキサアザシクロオクタデカンに対して10^<-7>Mの濃度から応答するが、単純なアルキルアミンに対しては10^<-2>Mまでほとんど応答しない.
3.SAM形成後に電極表面積を変えることのできる水銀電極上ヘシクロデキストリンレセプターを自己集合させる技術を開発した.β-及びγ-シクロデキストリンを用いた予備的な実験により、γ-シクロデキストリンに基づく水銀電極上のSAMが非常に可逆性の良いマーカーの酸化還元反応を示すことが分かった.
4.AFM探針の11-ウンデシニルトリクロロシランに基づく化学修飾とそのビニル基のハイドロボレーションによる一級アルコールへの官能基変換を行なった.AFMを用いて無修飾、ビニル基修飾、水酸基修飾探針と、無修飾、ビニル基修飾、水酸基修飾マイカ基板間の吸着力の測定を行なうことにより、AFM探針表面の修飾状態を評価した.

研究成果

• [文献書誌] P.Buhlmann,et al.: "Strong Hydrogen Bond-Mediated Complexation of H_2PO_4 by Neutral Bis-Thiourea Hosts." Tetrahedron,. (in press).
• [文献書誌] K.P.Xiao,et al.: "A Chloride Ion-Selective Solvent Polymeric Membrane Electrode based on a Hydrogen Bond Forming Ionophore." Anal.Chem.,. (in press).
• [文献書誌] M.Sugawara,et al.: "Electrochemical Evaluation of Chemical Selectivity of Glutamate Receptor Ion Channel Proteins with a Multi-Channel Sensor." Biosensor & Bioelectronics.,. (in press).
• [文献書誌] S.Amemiya,et al.: "Hydrogen Bond Based Recognition of Nucleotides by Neutral-Carrier Ion-Selective Electrodes." Anal.Chim.Acta,. (in press).
• [文献書誌] K.Tohda,et al.: "Ion Channel Sensor for Guanosine Nucleotides Based on Complementary Bese Pairing" Isr.J.Chem.,. (in press).
• [文献書誌] K.Tohda,et al.: "Ion-Selective Charge Separation at the Phase Boundary of Ionophore-Incorporated Liquid Membranes as Studied by Optical Second Harmonic Generation" J.Mol.Struct.,. (in press).
• [文献書誌] K.Iitaka,et al.: "Orthophosphate Ion Sensors Based on a Quartz Crystal Microbalance Coated with Insoluble Orthophosphate Salts." Anal.Chim.Acta,. (in press).
• [文献書誌] M.Sugawara,et al.: "Isolated Receptor Biosensors." Methods in Molecular Biology,Humana Press,. (in press).
• [文献書誌] H.Radecka et al.: "Immuno Biosensors Based on Ion-Selective Electrodes." Methods in Molecular Biology,Humana Press,. (in press).
• [文献書誌] M.Sugawara,et al.: "Biomembrane Mimetic Sensors." Current Topics in Biophysics,ed.by P.T.Frangopol,. (in press).
• [文献書誌] M.Sugawara,et al.: "Receptor Based Chemical Sensing." Frontiers in Biosensorics,I,ed.by F.D.Sheller,. 121-131 (1997)
• [文献書誌] M.Sugawara,et al.: "Concentration of Dopamine by Proton-Driven Uphill Transport Using Lasalocid A as the Carrier." Anal.Sci.,. 12. 331-335 (1996)
• [文献書誌] K.Yagi,et al.: "Channel Mimetic Sensing Membranes for Alkali Metal Cations Based on Oriented Monolayers of Calixarene Esters." J.Electroanal.Chem.,. 401. 65-79 (1996)
• [文献書誌] 遠田浩司: "イオン選択性液膜界面における電位発生機構の分子レベルでの解釈." 分析化学,. 45. 641-657 (1996)