配位結合で連結する機能性高分子組織体の設計と機能

通过配位键连接的功能聚合物结构的设计和功能

• 批准号: 09232227
• 负责人: 小夫家 芳明
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Shizuoka 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09232227/
• 关键词: 人工光合成; アンテナ錯体; ポルフィリン; 配位組織化; 蛍光偏光解消; 励起エネルギー移動; 人工光合成; アンテナ錯体; ポルフィリン; 配位組織化; 蛍光偏光解消; 励起エネルギー移動

光合成アンテナ錯体は、クロロフィル集合体を組織化し、成分間の速やかなエネルギー移動により、補足した光エネルギーをリンク構造内に非局在化させ、空間の全ゆる方向へのエネルギー移動を可能にする合目的性を提供している。このような光合成反応に関わる色素を、タンパク質を使わずに組織化する試みとして、ポルフィリンのメソ位置に複数のN-メチルイミダゾールを取り付けた新規化合物を合成した。またキレート配位子として優れた特性を有するヒドロキシキノリンで置換したポルフィリンを合成し、そのGa錯体を調製したところ、その錯体は3量体でmeridional構造を有していることを明らかにした。この錯体についてベンゾキノンを用いてエネルギー移動効率を評価した。Stern-Volmerプロットからエネルギー移動消光を評価すると、Ga錯体は単量体に比べ2.3倍の消光効率を示した。しかし蛍光寿命は両者殆ど同じであり、錯体成分のポルフィリン間で速やかなエネルギー移動が行われ、励起エネルギーの非局在化が起こっていることが示唆された。このエネルギー移動速度を直接評価するため、偏光励起による蛍光アップコンバージョン法を用いて、蛍光異方性の緩和測定を行ったところ、ポルフィリン単量体の異方性の減衰曲線は110psの単一成分を用いて解析されたが、Ga錯体は長寿命成分が170psと長くなると共に、もう1つの12.5psの短寿命成分が存在することが分かった。従って長寿命成分は回転緩和に帰属され、一方短寿命成分は近接するポルフィリン間のエネルギー移動に基づく緩和過程に帰属される。以上の結果から天然と同様なエネルギーの非局在化機構に縦って、光エネルギーの効率的な集光・伝達能を有するアンテナ機能体が組織化されたと結論できた。

光合天线复合物提供了通过组件之间的快速能量转移来组织叶绿素组件并在链路结构中定位的补充光能，从而允许在空间的所有方向上进行能量传递。为了尝试在不使用蛋白质的情况下组织参与此类光合反应的染料，合成了一种新型化合物，其中多种N-甲基咪唑唑连接到卟啉的介质中。此外，当合成具有出色特性的羟喹啉的卟啉被合成并制备了GA络合物时，用具有出色特性的卟啉代替时，发现该络合物是三聚体，并且具有子午结构。使用苯甲喹酮评估了该复合物的能量传递效率。评估从船尾伏尔默图的能量转移淬灭表明，GA复合物的淬火效率比单体大2.3倍。然而，两者的荧光寿命几乎相同，并且迅速的能量传递发生在复合成分的卟啉之间，这表明激发能已被定位。为了直接评估该能量转移速率，使用荧光上转换方法对荧光各向异性进行了放松测量，并使用110 ps的单个成分分析了卟啉单体的各向异性衰减曲线，但建立了GA的长期ps ps ps ps ps ps的长期成分。因此，长寿成分属于旋转弛豫，而短寿命成分属于基于相邻卟啉之间能量转移的弛豫过程。从上述结果可以得出结论，具有有效的光收集和发射光能的天线功能体已垂直组织到与自然区域相同的能量定位机制。