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2023 年度 実績報告書

金ナノ粒子と一次元有機分子による複合糖センサーにおける電子状態伝達の実験的研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K03452
研究機関上智大学

研究代表者

後藤 貴行  上智大学, 理工学部, 教授 (90215492)

研究分担者 橋本 剛  上智大学, 理工学部, 教授 (20333049)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード糖センサー / NMR / μSR / スピン拡散
研究実績の概要

本研究の結果は大別して二つある。第一には、金微粒子と糖認識部位であるボロン酸をつなぐアルキル鎖上における一次元スピン拡散の存在の実証である。
プロトンNMR及び縦磁場μSR(ISIS-RALで実施)によって,一次元スピン拡散に特徴的な、縦緩和率の磁場依存性(1/T1~1/√H)を観測することに成功した。ここで,一般的に,アルキル鎖は共役鎖とは異なり,スピン拡散を起こしにくいと考えられるが,実際,観測されたNMR-T1は,室温で数秒程度と極めて長い。これは,アルキル鎖が非常に小さなスピン拡散係数を有しており,結果としてT1が長くなり,それを観測できたと考えれば矛盾はない。
次に,本研究の第二の結果は,NMRによって糖センサーコンポジットの部位間の平均距離を求めたことである。本系のような複合系は,たとえ透過型電子顕微鏡を使用しても,金粒子のコントラストだけが映し出され,周囲の修飾分子を捉えるのは難しい。本研究では,1H-NMRを使い,ボロン酸部位に近いプロトンサイトと,ルテニウム錯体に近いプロトンサイトをスペクトル分離し,その超微細場の温度変化をそれぞれ独立に調べ,古典的なブリユアン関数にフィットすることで,平均距離を導出することが出来た。結果は,ボロン酸とルテニウム錯体が金微粒子表面上に最密充填しておらず,試料合成時に溶媒濃度が下がっている可能性が指摘された。
以上の知見は,将来,より良い糖センサーあるいは他の分子認識センサーの開発に役立つと期待される。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 その他

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Electron Transfer Channel in the Sugar Recognition System Assembled on Nano Gold Particle2023

    • 著者名/発表者名
      Goto Takayuki、Hashimoto Takeshi、Sato Kai、Kitamoto Yukihiro、Hayashita Takashi、Iguchi Satoshi、Sasaki Takahiko、Sari Dita Puspita、Watanabe Isao
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 92 ページ: 124705-124709

    • DOI

      10.7566/jpsj.92.124705

  • [雑誌論文] Magnetic phase diagram in the three-dimensional triangular-lattice antiferromagnet with small easy-axis anisotropy2023

    • 著者名/発表者名
      Nishizawa Iori、Kurita Nobuyuki、Tanaka Hidekazu、Goto Takayuki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 107 ページ: 174419-174425

    • DOI

      10.1103/physrevb.107.174419

  • [学会発表] 金ナノ粒子を用いた糖センサーにおける一次元スピン拡散2023

    • 著者名/発表者名
      後藤貴行,佐藤海,橋本剛,早下隆士,井口敏^A^,佐々木孝彦^A^,Dita Puspita Sari^B^,渡邊功雄^C^
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [学会発表] NMR and muSR study on sugar recognition system based on gold nano particles (invited) Takayuki Goto, , Takeshi Hashimoto , Kai Sato, Yukihiro Kitamoto, Takashi Hayashita, Satoshi Iguchi, Takahiko Sasaki, Dita Puspita Sari and Isao Watanabe2023

    • 著者名/発表者名
      後藤貴行,佐藤海,橋本剛,早下隆士,井口敏^A^,佐々木孝彦^A^,Dita Puspita Sari^B^,渡邊功雄^C^
    • 学会等名
      International Symposium on Inorganic and Environmental Materials (19-23 June 2023, Montpellier, France)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 5. 金属ナノ粒子を用いた電気化学

    • URL

      http://www.mls.sophia.ac.jp/~analysis/research.html

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公開日: 2024-12-25  

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