| 研究課題/領域番号 |
15H02187
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
伊原 博隆 熊本大学, 大学院自然科学研究科(工), 教授 (10151648)
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| 研究分担者 |
永岡 昭二 熊本県産業技術センター(ものづくり室、材料・地域資源室、食品加工室), その他部局等, 研究主幹 (10227994)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 超分子ゲル / ２次キラリティ / 円偏光発光 / 液体クロマトグラフィ / コア・シェル粒子 / 相互侵入網状化 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は、分子認識素子となる有機相（超分子ゲルツール）の設計・合成・評価と有機相を固定化するための担体システムの開発に関して研究を進めた。
Ⅰ．超分子ゲルツールの開発（一次構造の設計・合成と２次構造の評価）
（１）Ｌ－アスパラギン酸、Ｌ－グルタミン酸、Ｌ－γ－アミノアジピン酸を分子骨格に有し、アルキル鎖をエステル結合によって、シランカップラー部位をウレタン結合によって導入した４種の新たなアミノ酸誘導体を合成した。本年度は、作製したアミノ酸誘導体のゲル化能（分子配向能）およびシリカ粒子への担持、カラム充填、逆相モードおよびＨＩＬＩＣモードでのＨＰＬＣを実施し、基本特性を調査した。（２）Ｌ－グルタミン酸を基本骨格とし、アミド結合によって長鎖アルキル基および蛍光団を導入した新たな超分子ゲル形成ツールを作製し、溶液中での配向状態を、蛍光団のストークスシフト、２次キラリティに基づく誘起円偏光度および誘起円偏光発光度によって評価した。（３）すでに開発済みのＬ－グルタミン酸系超分子ゲルツールについて、分子配向場としての特異性をより掘り下げて評価するため、溶液系およびポリマーフィルムへの複合系において、誘起円偏光度および誘起円偏光発光度を調査した。その結果、希薄溶液系では世界最高値に相当するきわめて高い円偏光発光度を検出できることを確認した。（４）海外研究協力者と連携して、ポリイオン液体性の有機相についても共同研究を促進した。
Ⅱ．有機相とのハイブリッド化および担体の開発
有機相とのハイブリッド化法について、超臨界法や懸濁重合法を展開して、様々なコア・シェル粒子化を検討した。また、巨網状シリカゲルを担体に用いた相互侵入ポリマーネットワーク形成のための基礎研究を、モノマーに側鎖配向性を示すオクタデシルアクリレートを用いて実施し、ハイブリッド構造やポリマーの配向状態について調査した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
分子認識の要となる超分子ゲル系有機相の評価について、当初の研究計画を発展的に拡張して、共焦点蛍光顕微鏡（H27購入備品）および円偏光発光度（広島大学・全国共同利用施設）を用いて評価したところ、オール有機・溶液系で世界最高値となる円偏光発光度の検出に成功した。このことは、本研究で設計・合成した有機相が、研究目標である分析化学分野だけに留まらず、次世代光源として期待されるオプティカル材料としての展開を切り開いた点で画期的な第一歩となった。
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| 今後の研究の推進方策 |
アミノ酸から誘導された超分子ゲルツールは、蛍光団と組み合わせることによって、分子配向状態の評価が可能となるだけでなく、オプティカル材料としての展開も期待できることが明らかとなった。そのため、次年度以降においても、様々な蛍光団との組み合わせにより、発光性超分子ゲルツールのライブラリ化を促進し、機能の多様化を目指したい。
発光性超分子ゲルツールは、分子認識の要となるπ電子を豊富に有し、かつ分子配向によって特異なπ共役系を形成すると思われるので、この特性を活かした分子認識システムの構築にも注力したい。溶液系での光学特性の評価の結果をフィードバックすることが重要と考えられる。
一方、開発された有機相の担体キャリヤとの複合化も重要な課題である。初年度はコア・シェル粒子化による複合化法の開拓に注力し、いくつかの成果を得た（論文化した）が、次年度は相互侵入ポリマーネットワーク系について、複合化度や分子配向状態の維持・安定化を中心とした基礎研究を実施したい。
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