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2017 年度 実績報告書

有機―無機ハイブリッドゲルの創出と光・磁気機能材料への応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K17913
研究機関金沢大学

研究代表者

角田 貴洋  金沢大学, 物質化学系, 助教 (70746495)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードかご型シルセスキオキサン / 有機―無機ハイブリッドナノゲル / 微粒子センサー / 常磁性フッ素化ナノゲル / フッ素NMR / アミン化合物センサー / 脂肪酸センサー
研究実績の概要

ハイブリッドナノゲルを利用したセンサー材料の創出を目的に、分子レベルで有機成分と無機成分がハイブリッドした構造を有しているPOSSとを利用した。POSSは、ビチオフェンもしくはトリフェニルアミンで、縮合反応により結合し、ゲルを形成した。得られたハイブリッドナノゲルは、水溶液中で 450 nm 付近 (ビチオフェン)と460 nm 付近 (トリフェニルアミン) にブロードピークが観測された。またピーク波長は、色素のみの場合より長波長側に移動した。ハイブリッドナノゲルの検出対象として、粒子サイズと脂肪酸の異性体認識を選択した。その結果、シリカ微粒子のサイズに応じ、ハイブリッドナノゲルの発光ピークトップは、変化した。また、trans脂肪酸とcis脂肪酸を認識して、発光ピークトップが短波長シフトした。これは、POSSの疎水性効果を利用した、ハイブリッドナノゲルの応用例の1つになると期待される。
生体活性化合物アミノ化合物は毒性が高く、高感度での検出が求められる。検出には、生体内で非侵襲の測定である、MRIが注目されている。MRIの感度向上を目指し、フッ素NMR信号を示す常磁性フッ素化ナノゲルの合成を行った。POSSの放射状に広がった置換基へフッ素置換基を導入し、常磁性ニッケルが配位したポルフィリンを吸着させた。その結果、POSSの高水中分散性からニッケルの磁性を損なわずフッ素NMR信号を示す、常磁性フッ素化ナノゲルが得られた。これは、市販のアミン化合物を蛍光法と同程度の濃度で添加することで、フッ素NMRの信号が減少する挙動を示した。信号の減少時、凝集体が形成すること、NMRの緩和時間が変化しないことから、アミン化合物により形成した凝集体は常磁性効果の増強によりフッ素NMR信号を示さなくなり、残留した常時性フッ素化ナノゲルのフッ素NMR信号が観測されたと考えられる。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Development of highly-sensitive detection system in 19 F NMR for bioactive compounds based on the assembly of paramagnetic complexes with fluorinated cubic silsesquioxanes2017

    • 著者名/発表者名
      Kakuta Takahiro、Narikiyo Hayato、Jeon Jong-Hwan、Tanaka Kazuo、Chujo Yoshiki
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 25 ページ: 1389~1393

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2016.12.044

  • [雑誌論文] Development of the optical sensor for discriminating isomers of fatty acids based on emissive network polymers composed of polyhedral oligomeric silsesquioxane2017

    • 著者名/発表者名
      Narikiyo Hayato、Kakuta Takahiro、Matsuyama Hiroki、Gon Masayuki、Tanaka Kazuo、Chujo Yoshiki
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 25 ページ: 3431~3436

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2017.04.029

  • [学会発表] フッ素化 POSS を基盤とした 19F NMR プローブによる高感度検出システムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      成清 颯斗, 角田 貴洋, 田中一生, 権 正行・中條 善樹
    • 学会等名
      第66回高分子年次大会

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公開日: 2018-12-17  

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