2004 Fiscal Year Annual Research Report
光合成アンテナをモデルとした超分子ナノデバイスの創製
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15350107
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
民秋 均 立命館大学, 理工学部, 教授 (00192641)
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| Keywords | 光合成 / 光収穫アンテナ / クロロフィル / 超分子 / 自己集積 |
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| Research Abstract |
緑色光合成細菌の膜外アンテナ部=クロロゾーム中では、構成クロロフィル分子が自己会合することによって、アンテナ色素部を形成している。我々のこれまでの研究から、その超分子構造は、クロリンπ電子系が重なり合って構成されているコアとなる部分と、その回りを比較的自由度の高い長鎖のエステル基が取り囲んでいる部分とからなるロッド構造が、多数集合しているものであることが判ってきた。そこで、天然型クロロフィルを模した様々なモデル色素分子を合成して、多様な条件下でその自己会合体を創製し、その物性を検討しつつ、超分子ナノデバイスの創製を目指した。
まず、従来のモデル色素分子にみられたクロリン骨格よりも不飽和度の高いポルフィリン骨格に基づく自己集積型モデル色素分子を合成して、その自己会合体を低極性有機溶媒やミセル水溶液中で構築した。このような自己会合体における超分子構造は、従来型と同様に、3^1位の水酸基と配位性の中心金属と13位のカルボニル基との結合によって構成分子が秩序正しく配列したものであることが判明した。また、ポルフィリン型自己会合体は、クロリン型自己会合体よりも低波長領域に吸収帯を有するために、高エネルギーの発光体となった。従って、より高いエネルギーを有する新たなエネルギー受容体に、収穫した光を与えることが可能であり、超分子ナノデバイスとしての天然型よりも展開しやすくなった。
次に、超分子ナノデバイス構築のために、クロロゾームをガラス界面に固定化することにも成功した。ガラス基板上を、ポリリジンやアミノプロピルトリエトキシシラン等で修飾して正電荷を持たせると、天然クロロゾームは負の表面電荷を有するために、静電的な相互作用のために強く吸着することが判った。さらに、カチオン性の界面活性剤を利用して、正の表面電荷を有する合成クロロゾームを構築し、負電荷を有するガラス界面上に直接固定化することもできた。
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Research Products
(13 results)
