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2012 年度 実施状況報告書

高感度・高認識性を有する蛍光プローブによる環境・生体内微量有害重金属イオンの検出

研究課題

研究課題/領域番号 23550077
研究機関奈良女子大学

研究代表者

三方 裕司  奈良女子大学, 自然科学系, 准教授 (10252826)

キーワード環境分析 / 分子認識 / 重金属 / 蛍光プローブ / 生物無機化学
研究概要

チオエーテル連結鎖を有するビスキノリン誘導体(BQET, 6-MeOBQET, TriMeOBQET)を合成した。BQETはHg2+を添加することで蛍光増大を示すOFF-ON 型,メトキシ基を1つ導入した6-MeOBQETはHg2+の添加により短波長側で蛍光が消光し,長波長側で蛍光が増大するレシオメトリック型,またメトキシ基を3つ導入したTriMeOBQETはHg2+の添加に伴い蛍光が消光するON-OFF 型のセンサーとなることが分かった。BQETはHg2+に対して選択的なセンサーとなったが,他の2つの化合物は鉄(III)イオンにも蛍光応答した。これらの化合物は有用な水銀イオンセンサーとなることが示された。
また,シクロヘキサンジアミン骨格を有するテトラキスキノリン誘導体であるTQDACHを合成した。この化合物は亜鉛イオンに対する高い蛍光強度と選択性を示した。これは,亜鉛イオンとの錯形成時に分子の動きが制限され,振動によるエネルギーロスが軽減されることにより効率的に発光すると解釈される。このことは,より自由度の高い構造を有するTQENの亜鉛錯体の蛍光強度が低温で増大することにより確認された。また,TQDACHでは,金属イオンに配位する窒素原子の配置が制限されることにより,亜鉛イオンに対する選択性も向上することがわかった。

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

Hg2+に対して,OFF-ON,レシオメトリック型,ON-OFF 型のセンサーとなるBQET誘導体の合成に成功した。これらの化合物は有用な水銀イオンセンサーとなることが示されたが,鉄(III)イオンに対しても応答することがわかった。さらなる分子設計により,水銀イオンに対する選択性を向上させることが可能であると期待される。また,亜鉛イオンとの錯形成時に分子の動きが制限され,振動によるエネルギーロスが軽減されることにより効率的に発光する亜鉛蛍光センサーTQDACHの開発にも成功した。金属イオンに配位する窒素原子の配置が制限されることにより亜鉛イオンに対する選択性も向上することがわかり,これらの知見は,他の金属イオンの選択性向上にも重要な示唆を与える。

今後の研究の推進方策

平成24年度の研究をさらに発展させ,より感度と選択性に優れた微量有害金属イオンの検出法を開発していく。

次年度の研究費の使用計画

主に化合物合成用試薬・器具類などの消耗品費に充てる。成果発表および研究動向調査のための旅費も計上する。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Differentiation of Oxygen Atom Chirality in Copper(II) Complexes with Dipicolylamine (DPA)-Derived Ligands2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Mikata, T. Fujimoto, N. Imai, and S. Kondo
    • 雑誌名

      Eur. J. Inorg. Chem

      巻: 27 ページ: 4310-4317

    • DOI

      10.1002/ejic.201200521

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quinoline-Based, Glucose-Pendant Fluorescent Zinc Probes2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Mikata, A. Ugai, K. Yasuda, S. Itami, S. Tamotsu, H. Konno, and S. Iwatsuki
    • 雑誌名

      Chemistry & Biodiversity

      巻: 9(9) ページ: 2064-2074

    • DOI

      10.1002/cbdv.201100445

    • 査読あり
  • [学会発表] 亜鉛イオン選択的蛍光応答を示すキノリンおよびイソキノリン誘導体の金属親和性に関する総合的考察2013

    • 著者名/発表者名
      武内沙郁・三方裕司
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      20130322-20130325
  • [学会発表] キノリン部位を有する亜鉛二核錯体のピロリン酸に対する蛍光応答機構2013

    • 著者名/発表者名
      鵜飼杏奈・三方裕司
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      20130322-20130325
  • [学会発表] キノリン骨格を有するトリス(2-ピリジルメチル)アミン(TPA)類似体の金属イオンに対する蛍光応答2013

    • 著者名/発表者名
      納富由貴・三方裕司
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      20130322-20130325
  • [学会発表] チオエーテル連結ビスキノリン誘導体の金属イオンに対する蛍光応答2013

    • 著者名/発表者名
      中西香織・三方裕司
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      20130322-20130325
  • [学会発表] キノリン部位を有するアミン誘導体の水銀(II)および鉄(III)イオン特異的蛍光応答2012

    • 著者名/発表者名
      納富由貴・三方裕司
    • 学会等名
      第62回錯体化学討論会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      20120921-20120923
  • [学会発表] 亜鉛イオン特異的蛍光センサーTQENの機能改善2012

    • 著者名/発表者名
      武内沙郁・三方裕司
    • 学会等名
      第62回錯体化学討論会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      20120921-20120923
  • [学会発表] Zinc-Specific Fluorescent Response of Quinoline-Based Tripodal Ligands2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Mikata and K. Kawata
    • 学会等名
      ICCC40
    • 発表場所
      Valencia, Spain
    • 年月日
      20120909-13
  • [学会発表] Fluorescent Response of Quinoline-Based Ethylenediamine Derivatives toward Zinc Ion in Aqueous Solution2012

    • 著者名/発表者名
      S. Takeuchi and Y. Mikata
    • 学会等名
      SPACC19
    • 発表場所
      Hokkaido University
    • 年月日
      20120804-20120805
  • [学会発表] Fluorescent Response of Quinoline-Based Amine Derivatives toward Metal Ion2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Nodomi and Y. Mikata
    • 学会等名
      SPACC19
    • 発表場所
      Hokkaido University
    • 年月日
      20120804-20120805
  • [学会発表] TQEN and isoTQEN Derivatives on 1,2-Cyclohexanediamine Platform as Fluorescent Zinc Sensors with Enhanced Fluorescence and Zn/Cd Selectivity2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Mikata, Y. Sato, S. Takeuchi, and Y. Kuroda
    • 学会等名
      SPACC19
    • 発表場所
      Hokkaido University
    • 年月日
      20120803-20120804
    • 招待講演
  • [産業財産権] 金属イオン蛍光プローブ2013

    • 発明者名
      三方裕司
    • 権利者名
      国立大学法人奈良女子大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-004402
    • 出願年月日
      2013-01-25

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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