高分子-単分子膜複合体を用いた分子クラスターの配列制御

使用聚合物-单层复合物控制分子簇的排列

基本信息

批准号：
09217202
负责人：
下村政嗣
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

単分子膜や二分子膜などの二次元分子集合体は「分子系超構造」をかたち作る「素構造」となる。本研究では、気液界面における分子間相互作用を利用して二次元分子クラスターの形成とサイズならびにサイズ分布を制御し、「素構造」の分子設計を行おうとするものである。そこで本研究では、気水界面における量論的なイオン対形成を利用することで、分子量が厳密に制御されたアニオン性高分子である核酸を鋳型として単分子膜クラスタの形成制御を行うとともに、単分子膜-核酸複合体の機能化を計ることにある。これまでの研究において、インターカレーターであるアクリジンオレンジの長鎖誘導体が気水界面において単分子膜を形成し、水相に溶存するDNAと相互作用すること、単分子膜-DNA複合体超薄膜をLB膜として電極などの個体表面に移し取ることができること、さらに複合体薄膜中において一部のアクリジンオレンジが塩基対間にインターカレートされること、を見だした。最近、DNA中で一次元にスタックした塩基対が光誘起電子移動の媒体となる可能性が示されている。そこで、DNAの二次元分子クラスターの光機能化を図るために、アクリジンオレンジからの光誘起電子移動に及ぼすDNAの効果を検討した。カチオン性の両親媒性ジアルキルアンモニウム塩化合物をマトリックスとする混合単分子膜をDNA、polyA・polyU、polyG・polyC、ならびに置換度0.86のカルボキシメチルセルロース(CMC)の水溶液上に展開し、無蛍光基板に移し取り、蛍光強度、蛍光寿命を測定した。また、ITO透明電極上に累積し、光電気化学測定を行った。その結果、グアニン塩基による電子移動消光によりpolyG・polyCでは著しく強度が減少するとともに蛍光寿命もみじかくなった。さらに、polyG・polyCではアクリジンオレンジの光励起に基づく増感電流が他のポリマーに比べて著しく大きかった。

二维分子聚集体（例如单层和双层）充当形成“分子超结构”的“基本结构”。在这项研究中，我们的目标是利用气液界面的分子间相互作用来控制二维分子团簇的形成、尺寸和尺寸分布，并设计具有“基本结构”的分子。因此，在本研究中，通过利用空气-水界面上的化学计量离子对形成，我们将使用核酸（具有严格控制分子量的阴离子聚合物）作为模板来控制单层簇的形成，目的是使单层功能化。 -核酸复合物。前期研究表明，作为嵌入剂的吖啶橙长链衍生物在空气-水界面形成单层，与溶解在水相中的DNA相互作用，在空气-水界面形成超薄的单层-DNA复合膜。我们发现LB膜可以转移到电极等固体表面，并且一些吖啶橙插入到复合薄膜的碱基对之间。最近，研究表明DNA中一维堆叠的碱基对可以作为光诱导电子转移的介质。因此，为了光功能化DNA的二维分子簇，我们研究了DNA对吖啶橙光诱导电子转移的影响。将含有阳离子两亲性二烷基铵盐化合物作为基质的混合单层在DNA、polyA/polyU、polyG/polyC和取代度为0.86的羧甲基纤维素(CMC)的水溶液上展开，然后置于测量非荧光底物的转移、荧光强度和荧光寿命。此外，将其聚集在ITO透明电极上并进行光电化学测量。结果，由于鸟嘌呤碱基的电子转移猝灭，polyG和polyC的强度显着下降，荧光寿命变短。此外，聚G和聚C基于吖啶橙光激发的敏化电流明显大于其他聚合物。