高感度表面増強旋光度計測法の開発と分子異性化のin situ可視化への応用

高灵敏表面增强旋光测量方法及其在分子异构化原位可视化中的应用

基本信息

批准号：
21K05106
负责人：
高瀬舞
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Muroran Institute of Technology
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 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

光学活性物質は，特に創薬学に代表される生体内で機能する物質に多く存在し，その光学異性体はそれぞれ異なる機能を有することも多い．特に，生体内で機能する場合に重要となるのが異性体の一方が善として，もう一方が悪として機能する場合は，光学分割を徹底的に行うかもしくは合成の段階で完全に片方だけを合成する必要がある．しかし，いずれの場合においても1％以下の含有物質が影響を与える場合もあることから，分ける，分けて作ったとしてもかなり高感度で微量の悪な光学異性体を見つけ出す必要がある．そこで本研究では，金属に吸着した分子がその影響を強くうける表面プラズモン共鳴に起因する強電場をもちいることにより，より高感度で勘弁な表面増強旋光度計測法を開発することを目的とした．金および銀微粒子をもちいることにより非常に強い表面プラズモン電場をつくり，この強電場と分子が相互作用する，すなわち光と分子の相互作用を長時間化することによって，旋光度を増強して高感度に検出することができると考えた．まず，理論限界と言われている7桁以上の電場増強を獲得するため，金および銀の微粒子の合成を行い，これら貴金属溶液に光学活性な分子を溶解させて旋光度計測を行ったところ物質固有のモル旋光度と比較して大きな旋光度が得られることが明らかとなった．　さらに，　表面にキラルな分子が吸着した状態のコロイド溶液のCDスペクトルを取得すると，　表面プラズモンの吸収波長領域のピークが円偏光性を有することが確認された．　したがって，　表面プラズモン共鳴吸収は貴金属表面及び近傍の分子の旋光度を増大させるだけでなく，　吸着したキラル分子に従ってSPR吸収自身に旋光性が付与されることを明らかにした．

光学活性物质存在于许多在生物体中发挥作用的物质中，特别是用于药物发现的物质中，并且它们的光学异构体通常具有不同的功能。特别是，如果一种异构体发挥作用，而另一种发挥作用，则在体内发挥作用很重要，因此有必要在合成阶段进行彻底的光学拆分或仅完全分离一种异构体。合成。但无论如何，含量低于1%的物质就能产生影响，所以即使将它们分离或单独制造，也需要用极高的灵敏度来发现微量的有害旋光异构体。因此，在本研究中，我们旨在开发一种更灵敏且易于理解的表面增强旋光测量方法，该方法利用表面等离子体共振引起的强电场，其中吸附在金属上的分子受到强烈影响。通过使用金和银微粒，产生非常强的表面等离子体电场，分子与这个强电场相互作用。换句话说，通过延长光和分子之间的相互作用，旋光度增加，旋光度增加。我们认为可以以高灵敏度检测到它。首先，为了获得超过 7 个数量级（据说是理论极限）的电场增强，我们合成了细金和银颗粒，将光学活性分子溶解在这些贵金属的溶液中，并测量了已经清楚的是，与固有摩尔旋转相比，可以获得大的旋光度。此外，当我们获得表面吸附有手性分子的胶体溶液的CD光谱时，证实表面等离子体激元吸收波长区域的峰具有圆偏振。因此，表明表面等离子体共振吸收不仅增加贵金属表面上及其附近的分子的旋光性，而且还根据吸附的手性分子将旋光性赋予SPR吸收本身。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Development and Application of Semiconducting Materials with Controlled Shape and Structure

形貌结构可控半导体材料的开发与应用

DOI：
10.5796/electrochemistry.22-00112
发表时间：
2022
期刊：
Electrochemistry
影响因子：
2.5
作者：
Rong Shang*;Yoshitaka Kimura;Leonardo I. Lugo-Fuentes;Souta Saitou;Shu Furukawa;J. Oscar C. Jiminez-Halla;Joaquin Barroso-Flores;Masaaki Nakamoto;Yohsuke Yamamoto;Hiroto Yoshida;TAKASE Mai
通讯作者：
TAKASE Mai

ビスマス含有複合酸化物光触媒の形状と光学特性評価

含铋复合氧化物光催化剂的形貌及光学性能评价

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
佐藤想真;古川慎悟;齊藤孝亮;高瀬舞
通讯作者：
高瀬舞

構造を制御した酸化チタン光触媒の活性評価

结构可控二氧化钛光催化剂的活性评价

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
外本脩貴;古川慎悟;高瀬舞
通讯作者：
高瀬舞

有機物分解反応を目指した希土類複合酸化物光触媒の合成と評価

有机物分解反应稀土复合氧化物光催化剂的合成与评价

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masaki Yoshida;Mari Kimura;Atsushi Kobayashi;Masako Kato;小泉風音・吉田枝実花・中井大央・松尾司;佐藤想真・古川慎悟・齊藤考亮・高瀬舞・馬渡康輝
通讯作者：
佐藤想真・古川慎悟・齊藤考亮・高瀬舞・馬渡康輝

アルミニウムを含むスピネル型酸化物半導体の合成と光励起状態の利用

含铝尖晶石型氧化物半导体的合成及其光激发态的利用