| 研究課題/領域番号 |
18K04896
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| 研究機関 | 神戸学院大学 |
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研究代表者 |
瀧本 竜哉 神戸学院大学, 薬学部, 助教 (10590044)
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| 研究分担者 |
佐々木 秀明 神戸学院大学, 薬学部, 教授 (30122245)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 水分散性ナノダイヤモンド / カリックス[4]チアクラウン－5 / 有機水銀(II)化合物 / 金属錯体 / 吸着剤 / 計算化学 |
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| 研究実績の概要 |
昨年度までに、本課題で設定した研究目的1～4のうち、1～3については終了している。そのため、現在、目的1～3の研究成果を論文として報告するため、追加実験および論文の執筆活動を行っている。
追加実験は、先に行った実験の再現実験ばかりで無く、論文の考察項目として、カリックス[4]チアクラウン－5(CA4SC5)の有機水銀化合物に対する選択的な捕捉機構を解明するため、CA4SC5と水銀化合物を含む各ゲスト化合物との錯体構造を、コンピュータ・シミュレーションソフトであるSIGRESSを用いて予測し、その捕捉機構を考察している。また、CA4SC5とゲスト分子との錯体構造をそのNMRスペクトルからも予想し、先のコンピュータ・シミュレーションを用いた考察とクロスチェックしている。その結果、CA4SC5が水銀(II)イオンを捕捉した際、CA4SC5のコンフォメーションが変化し、立体障害の大きな有機水銀(II)化合物が排出されにくくなる事が示唆された。
また、目的4の水溶性蛍光ナノダイヤモンドの調製についても研究を進めている。粒子径、約30nmのナノダイヤモンド(ND)表面への親水性基の導入は、既に成功しており、NDの親水性化は成功している。また、昨年度から親水性基の導入条件による粒子径の関係についても検討しているが、現在のところ、水分散性NDの粒子径は300nmほどのサイズとなっている。さらに、親水性基の末端へアミノ基の付与も終了しており、後はCA4SC5を末端アミノ基へ導入すれば、材料合成は終了する。現在は、CA4SC5をNDの末端アミノ基へ導入するため、CA4SC5への架橋鎖の導入条件を検討している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本年度までに、本課題で設定した研究の目的1～3については終了しているが、目的4についてはまだ終了していない。目的4が終了していない理由として、目的1～3の研究成果を論文としてまとめるため、昨年度より執筆活動に力を入れていること。また、論文執筆に必要なデータを補充するため、新たな検討も行っているためである。
主に時間を要しているのは、カリックス[4]チアクラウン－5(CA4SC5)が有機水銀(II)化合物選択的な捕捉能を示したため、その捕捉機構の考察である。考察の方法としては、CA4SC5と種々のゲスト分子との錯体構造のNMRスペクトルとコンピュータ・シミュレーションを用いて解析し、それぞれの結果のクロスチェックを行っている。
また、目的4の水分散性NDの調製は終了し、更にその末端にアミノ基を導入することは成功しているが、CA4SC5をその末端アミノ基へ固定するための架橋鎖をCA4SC5へ導入することに失敗している。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在、上述したCA4SC5の有機水銀(II)化合物選択的な捕捉能の考察もほぼ終了し、目的1～3までの研究成果をまとめているため、本年度中に論文として報告する。また、目的4の研究内容である水分散性ナノダイヤモンド(水分散性ND)の末端アミノ基へ、カリックス[4]チアクラウン－5(CA4SC5)を導入したCA4SC5－水分散性NDの調製過程で、CA4SC5へ架橋鎖の導入が容易に行えないため、架橋鎖の導入条件の検討やカリックス[4]アレーンに対して架橋鎖を導入後、チアクラウンを分子内環化させる等の合成過程の変更を行うなどして、架橋鎖の導入を行う。
また、CA4SC5－水分散性NDを調製後、水銀の捕捉能の調査や確立したND表面の修飾法を、ダイヤモンド格子内部に蛍光を有するNDへ適用し、NDが蛍光発光する水分散性蛍光NDの調製を行いたいと考えている。
さらに、時間に余裕があれば、水銀に対するCA4SC5－水分散性NDの飽和吸着量を求めたい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
まず、コロナ禍での研究ということもあり、学生の研究時間が短縮し、また、大学業務が増加したため、自ら研究を行う時間も減少した。そのため、研究に必要な消耗品や器具の購入スピードが極端に落ちたため、計画時より研究予算が余った。
また、研究の幅を広げるため、より高度なコンピュータ・シミュレーションを行うことを計画し、コンピュータ・シミュレーションソフトのGaussian16の購入を行った。
現在、残予算は当初計画していた研究活動に必要な消耗品に充てており、順調に使用できている。
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