キラル変換された銅ナノ粒子の作製とキラルセンシングへの応用

手性转化铜纳米粒子的制备及其在手性传感中的应用

基本信息

批准号：
21K04811
负责人：
西田直樹
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Teikyo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

キラリティーを識別するキラルセンシングは、応用的側面からも重要な研究課題である。これまでの研究で、キラルな金ナノ粒子は簡便かつ有効なキラルセンサーであることが分かっている。一方、金は高価であるため、安価な銅に置き換えることが注目されている。しかし、銅ナノ粒子は不安定であり、物理的・化学的特性を保持することは困難である。本研究はキラル銅ナノ粒子の大量合成法を確立し、キラルセンシング技術の開発を目指すとともに、キラル銅ナノ粒子のキラル光学特性を検証する。これらの研究を通してナノ領域における新しいキラル化学の開拓を目指す。当初の2022年度までの計画は、安定なキラル銅ナノ粒子の大量合成法を確立するため、合成法の最適化を検討した後にgスケールでの大量合成に着手することであった。2022年度は、2021年度に得た知見をもとに、大量合成を見据えたキラルチオール保護銅ナノ粒子の合成法を検討した。これまで銅ナノ粒子の合成は、メタノールを用いた液相反応を行っていたが、洗浄時に変性し収率が落ちるという問題点があった。そこで固相反応を利用し、洗浄過程と乾燥過程を工夫することで多くの銅ナノ粒子を得ることができた。具体的には、出発物質である酢酸銅、キラルチオール、還元剤である水素化ホウ素ナトリウムを乳鉢で混ぜた後、精製水を加え反応させた。得られた生成物を透析膜によって洗浄し、凍結乾燥をすることによってサンプルを得た。そして、電子顕微鏡像からシングルナノメートルサイズの粒子が得られていることが分かった。今後、この手法を他のキラル分子でも検討するとともに、gスケールでの大量合成の足掛かりとしていく。

从应用的角度来看，手性传感是区分手性的，也是一个重要的研究主题。先前的研究表明，手性金纳米颗粒是简单有效的手性传感器。另一方面，黄金很昂贵，因此它吸引了用廉价的铜代替它。但是，铜纳米颗粒不稳定，很难保留物理和化学性质。这项研究旨在建立一种用于手性铜纳米颗粒的质量尺度合成方法，开发手性传感技术，并验证手性铜纳米颗粒的手性光学特性。通过这些研究，我们旨在在纳米区域开发新的手性化学。 2022财政年度的最初计划是在考虑优化合成方法之后，在G量表中开始质量合成，以建立手性铜纳米颗粒的稳定质量合成。在2022年，我们研究了一种基于2021年获得的知识来合成手性硫醇保护的铜纳米颗粒，以注重质量合成。到目前为止，到目前为止，铜纳米颗粒的合成是通过液相反应使用甲醇进行的，但是使用甲醇的液相反应，但问题是在所产生的在洗涤过程中降低的，并且在洗涤过程中降低了。因此，通过利用固相反应，通过发明洗涤和干燥过程获得了许多铜纳米颗粒。具体而言，将起始材料乙酸铜，手性硫醇和还原剂硼氢化钠混合在砂浆中，并通过添加纯净的水进行反应。用透析膜洗涤所得的产物并冷冻干燥以获得样品。然后发现从电子显微镜图像获得了单纳米大小的颗粒。将来，该方法将与其他手性分子一起探索，并将作为G级质量合成的垫脚石。