1989 Fiscal Year Annual Research Report
大環状ポリアミンを分子認識素子とする新しい化学センサ-の開発研究
| Project/Area Number |
63840019
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
梅澤 喜夫 北海道大学, 理学部, 教授 (80011724)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小池 透 広島大学, 医学部, 講師 (90186586)
木村 栄一 分子科学研究所, 教授 (30034010)
片岡 正光 北海道大学, 理学部, 助手 (40091425)
菅原 正雄 北海道大学, 理学部, 助手 (50002176)
小田嶋 和徳 北海道大学, 理学部, 講師 (30152507)
|
|---|
| Keywords | 脂溶性大環状ポリアミン / 分子認識素子 / 電位応答 / ATP^<4->センサ- / ジカルボン酸陰イオンセンサ- / ボルタンメトリックセンサ- / イオンチャンネル型センサ- / 単分子累積膜 |
|---|
| Research Abstract |
本年度は以下のセンサ-を試作しその評価を行った。
1)アニオンセンサ- 2を分子認識素子とするセンサ-がアデノシンヌクレオチドをその電荷数、カルボン酸陰イオンを二つの負電荷の集中度によって識別することを報告したが、1を用いたセンサ-においても同様な選択性の序列が得られた。しかしその感度と選択性は2の方が1よりも優れている。これは、環を構成する窒素原子数の多い2がより強くプロトン化され、ゲスト陰イオンとの相互作用が強いためと思われる。この事から高感度・高選択的なセンサ-の開発には、窒素原子の多いC_<16>H_<33>ー[19]aneN_6等(現在合成中)の導入が必須であるとの知見を得た。また、ヒスタミン、シメチジンに対する応答をpH6〜8で測定したが、いずれもほとんど応答しなかった。
2)イオンチャンネル型センサ- 分子レベルの迅速な情報伝達とゲストイオンを増幅を伴って検出するイオンチャンネル型センサ-は、LBトラフ上に展開した2の単分子膜を、グラッシ-カ-ボン電極上に4〜6層累積して作製したセンサ-の評価はサイクリックボルタンメトリ-(CV)により行った。ゲスト陰イオン(ーATP^<4->、ジカルボン酸イオン類等)の添加により、溶液中に存在するマ-カ-陰(陽)イオン([Fe(CN)_6]^<4->または[Ru(bpy)_3]^<2+>)の膜透過性が減少(増加)した。これは2がゲスト陰イオンとホストーゲスト錯形成し、膜に固定されたレセプタ-の正の電荷が部分的に中和され、陰(陽)イオン性マ-カ-イオンと膜との静電的引力(反発力)が弱められたためと考えられる。本センサ-はポテンシオメトリックセンサ-と同様な選択性を示した。またCV測定中に膜を通過したマ-カ-イオン数を膜最外層に存在する2の数で割りこれを増幅率とすると、最大で約12倍の増幅があることがわかった。
|
-
[Publications] Y.Umezawa: "Potentiometric Adenosine Triphosphate Polyanion Sensor Using a Lipophilic Macrocyclic Polyamine Liquid Membrane" Anal.Chem.60. 2392-2396 (1989)
-
[Publications] M.Kataoka: "Potentiometric Liquid Membrane Sensors that Discriminate Linear Homologs and Geometrical/Positional Isomers of Dicarboxylates" Anal.Lett.22. 1089-1105 (1989)
-
[Publications] S.Nagase: "Voltammetric Anion Responsive Sensors Based on Modulation of Ion Permeability through Langmuir-Blodgett Films Containing Synthetic Anion Receptors" Anal.Chem.(1990)
-
[Publications] Y.Umezawa: "Handbook of Ion-Selective Electrodes,Vol.1" CRC Press, (1990)
-
[Publications] Y.Umezawa: "Ion-Selective Electrodes 5" Akademiai Kiado and Pergamon Press, 675 (1989)
