金表面上のホモキラル一次元鎖を利用した単一キラル分子センシング

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15655045
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 山岸 晧彦 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (70001865)
• キーワード: ホモキラル分子集合体 / キラルセンシング / キラル錯体

研究概要

本研究では、外部分子の吸着によって分子配列の規則性が乱され、それを信号として取り出し高感度、高選択的な微小デバイスを開発することをめざした。特に光学活性分子が規則配列した薄膜を製造して、不斉分子の検出を試みた。そのためにまず、粘土粒子が水中で無限膨潤することを利用したラングミュア・ブロジェット法による粘土単一層超薄膜および人工積層した粘土多層膜の製造を行った。つぎに、そのようにして製造された構造規則性を有する粘土層積膜を用いて、電気化学測定によって電流値の大きさからキラルな有機分子の同定を行った。行った実験は以下のとおりである。
有機長鎖アルキルアンモニウムの単分子膜を水相上に形成した。水相中には、単層剥離したナトリウムモンモリロナイトが含まれる。気液界面において粘土粒子とアルキルアンモニウム分子膜との複合化が起こった。これをシリコン基板にZ膜として積層した後、メタノール中に浸し有機層を取り除いた。その後新たに、水溶性のRu(II)錯体([Ru(phen)_3](ClO_4)_2)を含む水溶液に基板を浸漬し水溶性Ru(II)錯体を粘土膜に吸着させた。これら各段階で得られた薄膜をAFM、外部反射赤外分光法、in-plane XRDおよび鏡面X線反射法によって解析した。その結果、シリコン酸化膜上に形成されたモンモリロナイト単一層膜の上に水溶性の金属錯体が吸着し単分子層を形成することが確認された。また、同様な修飾電極を光照射し、得られた光電流の大きさによってキラル分子の検出を試みた。その結果、Ru(II)ポリピリジル錯体と粘土薄膜との複合膜で修飾したITO電極はキラル分子として1,1'-ビナフトールの絶対配置を含めて検出できることが解った。本予算で、錯体の精製のためのHPLC用高圧ポンプを購入した。

研究成果

• [文献書誌] M.Taniguchi, H.Nakagawa, A.Yamagishi, K.Yamada: "STM Observation of Molecular Chirality and Alignment on Solid Surface"Journal of Molecular Catalysis A : Chemical. 198. 65-71 (2003)
• [文献書誌] N.Nahahori, K.Niikura, R.Sadamoto, M.Taniguchi, A.Yamagishi, K.Monde, S.Nishimura: "Glycosyltransferase Microaffy Displayed in the Glycolipid LB Membrane"Adv.Synth.Catal.. 354. 729-734 (2003)
• [文献書誌] A.Aramata, S.Takahashi, G.Yin, Y.Gao, Y.Inose, H.Mihara, A.Tadjeddine, W.Q.Zheng, O.Pluchery, A.Bittner, A.Yamagish: "Ligand Grafting Method for Immobilization of Metal Complexes on a Carbon Electrode"Thin Solid Films. 424. 239-246 (2003)
• [文献書誌] Y.Ogata, J.Kawamata, C-H.Chong, A.Yamagishi, G.Saito: "Structural Features of a Clay Film Hybridized with a Zwitterionic Molecule a analyzed by Second-Harmonic Generation behaviour"Clays and Clay Minerals. 51. 181-185 (2003)
• [文献書誌] J.X.He, H.Sato, P.Yang, A.Yamagishi: "Creation of a Stereoselective Solid Surface by Self-assembly of a Chiral Metal Complex onto a Nano-thick Clay Film"Electrochemistry Communications. 5. 388-391 (2003)
• [文献書誌] J.He, H.Sato, P.Yang, A.Yamagishi: "Preparation of a novel clay/metal complex hybrid film and its catalytic oxidation to chiral 1,1'-binaphthol"J.Electroaal.Chem. 560. 169-174 (2003)