不斉環境への応答性を有する二次元分子集合体の機能発現と理論解析

响应不对称环境的二维分子组装体的功能表达和理论分析

• 批准号: 21H01740
• 负责人: 鈴木 望
• 金额: $ 10.9万
• 依托单位: Shikoku Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01740/
• 关键词: キラル; 両親媒性分子; 分子集合体; 高分子; ヘリケート; らせん高分子

本研究の目的は次の様に定めている。(目的1)親水部に左・右の構造が可換な立体配座を有する両親媒性分子を設計することで、周囲の不斉環境への応答性を発現させ、キラルセンサー及び新規光学分割法を開発する。(目的2)生命誕生初期に存在したと考えられる両親媒性分子やアミノ酸などの有機分子が不斉増幅を示す系を確立し、生命ホモキラリティーの謎の解明に繋げる。(目的3)不斉構造の不斉環境への応答性を明らかにするための理論解析手法を開発する。まず、(目的1)について、2022年度は親水部に左右の構造が可換な不斉構造を有する両親媒性分子の円二色性(CD)スペクトルを用いた物性評価を進めた。「作製した球状ミセルは不斉増幅現象を発現するか?」「キラル化合物との相互作用により、アキラルな両親媒性分子に光学活性を誘起できるか?」などを調査したが、現在のところ、不斉の増幅・光学活性の誘起は確認できていない。今後は実験条件を変更して検討する予定である。次に、(目的2)について、DとLのどちらか一方が多いDL-アミノ酸を溶質として、脂肪酸を溶かした緩衝液をキャピラリー電気泳動の泳動液として用いた場合、D及びL-アミノ酸が光学分割されるenantiomer self-disproportionationが可能かを検討したが、現在のところ、明らかな分離は観測できていない。今後はHPLCで報告されている条件をキャピラリー電気泳動で再現することを目指す。(目的3)について、2022年度は、Voronoi分割を利用した分配係数の評価、並びに、Rubingh及びTreinerらによる正則溶液理論に基づく評価をするための理論を構築した。また、Markov Chain modelを用いて三成分混合ミセルの臨界ミセル濃度や分配係数を明らかにする理論構築を実施した。

本研究的目的定义如下。 （目的1）通过设计具有亲水部分左右结构可互换的构象的两亲性分子，我们可以表达对周围不对称环境的响应性，并创建手性传感器和新的光学分辨率。 （目标2）建立一个系统，其中被认为在生命早期就存在的两亲性分子和氨基酸等有机分子表现出不对称放大，这将有助于阐明生物同手性之谜。 （目的3）开发一种理论分析方法来阐明非对称结构对非对称环境的响应性。首先，关于（目标1），2022年度，我们使用圆二色性（CD）对具有亲水部分左右结构可互换的不对称结构的两亲性分子的物理性质进行了评估光谱。我们研究了诸如“制备的球形胶束是否表现出不对称放大现象？”“通过与手性化合物的相互作用可以在非手性两亲性分子中诱导光学活性吗？”等问题。然而，到目前为止，不对称放大和光学诱导活动尚未得到证实。未来，我们计划改变实验条件。接下来，关于(目的2)，当使用含有脂肪酸的缓冲溶液作为使用具有大量D或L作为溶质的DL-氨基酸的毛细管电泳的电泳溶液时，D和L-氨基酸为光学上我们研究了对映体自歧化是否可能，但到目前为止尚未观察到明显的分离。将来，我们的目标是使用毛细管电泳重现 HPLC 报告的条件。关于（目标3），我们在2022年，基于Rubingh和Trainer等人的正则解理论，构建了使用Voronoi划分和评估来评估分配系数的理论。此外，我们利用马尔可夫链模型构建了一个理论来阐明三组分混合胶束的临界胶束浓度和分配系数。

项目成果

Regular solution theory for nonlinear composition dependency of enantioselectivity by mixed micelle

混合胶束对映选择性非线性组成依赖性的正则解理论

• DOI: 10.1016/j.molliq.2022.120597
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Molecular Liquids
• 影响因子: 6
• 作者: Daiki Kitabatake;Hiroshi Ueno;Fuminori Misaizu;Suzuki Nozomu
• 通讯作者: Suzuki Nozomu

研究室HP

实验室HP

Liquid-phase photo-induced covalent modification (PICM) of single-layer graphene by short-chain fatty acids

短链脂肪酸对单层石墨烯的液相光致共价修饰（PICM）

• DOI: 10.1039/d2nr06698j
• 发表时间: 2023
• 期刊: Nanoscale
• 影响因子: 6.7
• 作者: Feng Guilin;Inose Tomoko;Suzuki Nozomu;Wen Han;Taemaitree Farsai;Wolf Mathias;Toyouchi Shuichi;Fujita Yasuhiko;Hirai Kenji;Uji-i Hiroshi
• 通讯作者: Uji-i Hiroshi

Understanding nonlinear composition dependency of enantioselectivity in chiral separation using mixed micelle

• DOI: 10.1016/j.jcis.2022.07.086
• 发表时间: 2022-07-22
• 期刊: JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE
• 影响因子: 9.9
• 作者: Suzuki，Nozomu

Critical micelle concentration and partition coefficient of mixed micelles: Analysis of ternary systems based on Markov chain model and simple mixture model

• DOI: 10.1016/j.molliq.2023.121383
• 发表时间: 2023-02-11
• 期刊: JOURNAL OF MOLECULAR LIQUIDS
• 影响因子: 6
• 作者: Suzuki, Nozomu;Taura, Daisuke;Komichi, Yuta
• 通讯作者: Komichi, Yuta