| 研究課題/領域番号 |
19H02746
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
福原 学 東京工業大学, 理学院, 准教授 (30505996)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 化学センサー / 分析化学 / 超分子化学 / アロステリズム |
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| 研究実績の概要 |
本提案では、分析化学と超分子化学の学際領域である「超分子分析化学」分野において新たに提唱した増幅センシングを多様な系で実現することにある。これまで提唱されてきた化学センサーの考え方は「鍵と鍵穴」モデルに基づくものである。しかしながら、多様化してきている検体（特に生体系夾雑物）を標的にする際には、この方法では限界があり、パラダイムシフトの時期にあると考えている。研究代表者が提唱している増幅計測手法である「Supramolecular Allosteric Signal-amplification Sensing (SASS, 超分子アロステリックシグナル増幅センシング）」という分析方法に基づく多くの化学センサーの例が今年度の実績である。この方法は、(i)構造特異的に設計された超分子分析レセプター部位での標的分子の包接に伴うアロステリック変化、(ii）このアロステリック効果によってシグナル増幅部位への伝播を誘起させ、(iii)ここから増幅した光学シグナルを得るという手法である。今年度の代表例をあげると、ポルフィリン分子クリップである。これは、分光学的にはS2発光が観測され、分子認識では増幅されたシグナル検出が可能であった。とくにアミノ酸の認識やキラリティー識別も可能であった。その増幅機構については、量子計算化学によってもサポートされた。現在、論文投稿中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本提案では、従来の「鍵と鍵穴」モデルの手法を凌駕し、極微小なシグナルをいかにして増幅して計測することができるか、を追求することである。これを達成するための多様な化学センサーの開発と実績が要求されると考えられる。２年目までに完遂したポリチオフェンセンサーの系をもとに、ポルフィリン分子クリップの系を達成できた。これをもって（２）とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの３年間の実績を踏まえ、SASSを更なる一段階上の学際領域へと展開させるためには、より多くのシグナル増幅センサーの開発が必須である。これらを達成するために、あらたな増幅計測系へと展開していく予定である。グルカンに代表される多糖が主なターゲットであり、これらを用いる糖鎖センシングの機構解明が必須である。これらから得られた知見や機構を踏まえ、本分析手法の制御を行い、より高感度かつ高選択的なセンサー系を達成する予定である。
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