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2012 年度 実績報告書

両親媒性ブロックコポリペプチドを用いた二核金属錯体の集積固定化

研究課題

研究課題/領域番号 24685019
研究種目

若手研究(A)

研究機関崇城大学

研究代表者

黒岩 敬太  崇城大学, 工学部, 准教授 (70336006)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード高分子錯体 / 自己組織化 / 膜・集合体 / 超分子 / ポリペプチド / 脂質 / 発光 / 両親媒性
研究概要

本研究では、両親媒性ブロックコポリペプチドを用いて、2核金属錯体を集積固定化できる高度な場の創成を行う。さらに、両親媒性ポリペプチドのアロステリックな構造変化を利用して、2核金属錯体の電子的コミュニケーションを生み出し、ポリペプチド分子界面での電子情報伝達システムを構築する。このことから、ポリマー金属錯体集積体から形成される、超省エネルギーの電荷伝播システム(電子回路)創成への概念提出を9指す。
研究代表者らは、脂質あるいは両親媒性ポリペプチドと金属錯体の組み合わせによって、単純な配列固定化にとどまらない金属錯体の分子間コミュニケーションについて実現した(Angew. Chem. Int. Ed. 2012)。さらに、両親媒性ポリペプチドがもたらすアロステリックな構造相転移が金属錯体の電子状態制御を制御可能であることを報告した(Int. J. Mol. Sci. 2013)。一般的に、金属錯体の電子軌道に影響を及ぼすためには、それと同等の結合(共有結合、配位結合)が非常に重要とされるが、これまでに研究代表者らは、金属錯体の電子的相互作用が、超分子的なナノ構造空間でも制御されうることを示しつつある。
さらに上記のことを発展させるため、アミノ酸N-カルボキシ無水物の開環リビング重合によりブロック型のオリゴペプチドを合成した(分子量分布1.1程度)。また、カチオン性金属錯体との静電的相互作用による集合組織化を目指して、アニオン性アミノ酸(E)を、疎水性ブロックとしてLを導入することに成功した。合成は、グローブボックスにて嫌気下にて行い、NMR、GPCによって評価した。さらに、ポリマーの重合度やブロックの比率(m:n)を変化させることによって、スフェア、ベシクル、ファイバーを系統的に作り分ける条件をuv-vis、CD、TBMで評価した。今後、このペプチドを用いて、金属錯体との複合化条件について検討していく予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

研究目的においては、両親媒性ポリペプチドの金属錯体についての複合化をメインに研究を行っているが、それに付随する結果として、両親媒性脂質との複合化、発光性金属錯体の機能化を見出すことができている。よって、本来の冒的以上に、幅広い成果を見出しつつある。

今後の研究の推進方策

電荷移動のスイッチが可能なクラスIIの金属錯体を合成する。この錯体とポリペプチドとの複合体を作成する。前述した特異な構造に沿って、混合原子価錯体が界面に集積化する条件を、近赤外紫外可視分光高度計、CD、TEM、SPMなどにて評価する。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Electrical Conductivity and Ferromagnetism in a Reduced Graphene--Metal Oxide Hybrid2013

    • 著者名/発表者名
      Mohammad Razaul Karim, Hideaki Shinoda, Mina Nakai, Kazuto Hatakeyama, Hidenobu Kamihata, Takeshi Matsui, Takaaki Taniguchi, Michio Koinuma, Keita Kuroiwa, Mohamedally Kurmoo, Yasumichi Matsumoto, Shinya Hayami
    • 雑誌名

      Adv. Func. Mater.

      巻: 23 ページ: 323-332

    • DOI

      10.1002/adfm.201201418

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-assembly of Discrete Metal Complexes in Aqueous Solution via Block Copolypeptide Amphiphiles2013

    • 著者名/発表者名
      Keita Kuroiwa, Yoshitaka Masaki, Yuko Koga, Timothy J. Deming
    • 雑誌名

      Int. J. Mol. Sci.

      巻: 14 ページ: 2022-2035

    • DOI

      10.3390/ijms14012022

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-assembly of Tubular Microstructures from Mixed-valence Metal Complexes and their Eeversible Transformation via External Stimuli2012

    • 著者名/発表者名
      Keita Kuroiwa, Masaki Yoshida, Shigeyuki Masaoka, Kenji Kaneko, Ken Sakai, and Nobuo Kimizuka
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 51 ページ: 656-659

    • DOI

      0.1002/anie.201105080

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlled Polymerization and Self-Assembly of Halogen-Bridged Diruthenium Complexes 1n Organic Media and Their Dielectrophoretic Alignment2012

    • 著者名/発表者名
      Rempei Kuwahara, Shigenori Fujikawa, Keita Kuroiwa, Nobuo Kimizuka
    • 雑誌名

      J. Am. Chem、Soc。

      巻: 134 ページ: 1192-1199

    • DOI

      10.1021/ja208958t

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemically-Controlled 2D Assembly of Paddle-wheel Diruthenium Complexes on the Au(lll) Surface and Identification of their Redox States2012

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Yoshimoto, Kouhei Sakata, Rempei Kuwahara, Keita Kuroiwa, Nobuo Kimizuka, Masashi Kunitake
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 116 ページ: 17729-17733

    • DOI

      10.1021/jp30595Id

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 外部刺激に応答する金属錯体の自己集合とそのダイナミックな構造制御2012

    • 著者名/発表者名
      黒岩敬太
    • 雑誌名

      高分子論文集

      巻: 69 ページ: 485-492

    • DOI

      10.1295/koron.69.485

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ディスクリートな金属錯体の自己集合とその超分子的構造制御2012

    • 著者名/発表者名
      黒岩敬太
    • 雑誌名

      超分子アニュアルレビュー

      巻: 32 ページ: 6-7

  • [学会発表] キトサンを用いた金属錯体ナノネットワークの創製2012

    • 著者名/発表者名
      古閑裕子、森隆雄、下川祥史、黒岩敬太
    • 学会等名
      九州地区高分子若手研究会・冬の講演会
    • 発表場所
      ホテルジェイズ日向(日向市)
    • 年月日
      2012-12-06
  • [学会発表] 水中における両親媒性ポリペプチドの自己組織化を利用したAu, Ag, Pt錯体の自己組織化と発光制御2012

    • 著者名/発表者名
      黒岩敬太、正木佳孝、古閑裕子
    • 学会等名
      第61回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • 年月日
      2012-09-19
  • [学会発表] 両親媒性オリゴマー分子の自己組織化を利用した無機化合物の配列構造制御2012

    • 著者名/発表者名
      黒岩敬太、下川祥史、森隆雄、日熊千晴、鉢迫博
    • 学会等名
      第61回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • 年月日
      2012-09-19
  • [学会発表] Development of nanonetwork using metal complexes with electrolyte polymers2012

    • 著者名/発表者名
      Yuko Koga, Takao Mori, Yoshihumi Shimokawa, and Keita Kuroiwa
    • 学会等名
      The 2nd SOJO -UTP Joint Seminar on NANO & BIO RESEARCH
    • 発表場所
      Universiti Teknologi PETRONAS (Malaysia)
    • 年月日
      2012-08-29
  • [学会発表] Dynamic Self-assembly of Nanoarchitecture from Metal Complexes and Supramoelcular Amphiphiles2012

    • 著者名/発表者名
      Keita Kuroiwa
    • 学会等名
      The 2nd SOJO -UTP Joint Seminar on NANO & BIO RESEARCH
    • 発表場所
      Universiti Teknologi PETRO NAS (Malaysia)
    • 年月日
      2012-08-29
  • [学会発表] 両親媒性ブロックポリペプチドを用いた金属錯体のナノ集積化と発光挙動制御2012

    • 著者名/発表者名
      正木佳孝、中原悟、黒岩敬太
    • 学会等名
      第49回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(北九州市)
    • 年月日
      2012-06-30
  • [学会発表] キトサンを用いた金属錯体ナノネットワークの創製2012

    • 著者名/発表者名
      古閑裕子、森隆雄、下川祥史、黒岩敬太
    • 学会等名
      第49回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(北九州市)
    • 年月日
      2012-06-30
  • [備考] 崇城大学工学部なのサイエンス学科 黒岩グループHP

    • URL

      http://www.nano.sojo-u.ac.jp/nano-Lab/nano%20lab/Kuroiwa/index.html

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公開日: 2014-07-16  

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