クロロフィルを用いた自己集積型光応答ナノデバイスの構築

利用叶绿素构建自组装光响应纳米器件

基本信息

批准号：
15033271
负责人：
民秋均
金额：
$ 3.2万
依托单位：
Ritsumeikan 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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

緑色光合成細菌の膜外アンテナ部=クロロゾーム中では、クロロゾーム型クロロフィル分子が自己会合することによって、アンテナ色素部を形成している。このクロロゾーム型クロロフィルのモデル分子として有効であることが判明している「3^1-ヒドロキシ-13^1-オキソクロリン亜鉛錯体」の7・8位に様々な置換基を導入して、その自己会合に対する効果を検討した。π共役系の官能基を導入しても、単量体の最長吸収波長帯(Qy帯)にほとんど影響を与えなかった。これは、7・8位がQy遷移と直交したQx軸上にあるためであると考えられる。一方、自己会合体では、大きな平面性を有する置換基において、約10nmのより大きな長波長シフトが見られた。そのような置換基が会合体内で効果的に相互作用して、超分子構造を安定化していることが判った。また、配位能のあるホルミル基を導入しても、自己会合体形成の邪魔にならないことが判った。ホルミル基の電子吸引性のために可視吸収スペクトルには大きな摂動を与えるので、新たな領域での吸収帯を有する自己会合体の構築が可能になり、光エネルギー収穫とエネルギー伝達の両機能に対しても、微妙な調整が行うことが可能となった。次に、光機能性界面デバイス構築のために、クロロフィル分子を固体界面に修飾することを試みた。クロロフィル分子に-S-S-基を導入し、その溶液を金板上にさらすことで、自己集積膜の調製を行った。S-Au結合に基づいて、クロロフィル分子が金上に修飾されたことが、化学反応性ならびに可視吸収スペクトルから判明した。

在绿色光合细菌的“膜外膜天线”截面中，叶绿素型叶绿素分子自我关联以形成天线染料截面。在3^1-Hydroxy-13^1-氧化氯锌配合物的7和8位置引入了各种取代基，已证明是该氯固醇型叶绿素的模型分子，并研究了其对自相关的影响。引入π共轭官能团对单体的最长吸收波长（QY频带）几乎没有影响。这被认为是因为第7位和第八位位于QY转换的QX轴正交上。另一方面，在自我相关的身体中，在具有较大平面特性的取代基中观察到了大约10 nm的长长波长偏移。已经发现这种取代基在关联内有效相互作用以稳定超分子结构。还发现，引入具有协调能力的典型基团不会干扰自我关联的形成。由于甲基基团的电子撤离，可见的吸收光谱受到较大的扰动，从而允许在新区域构建具有吸收带的自组装体，并且可以对轻能收集和能量转移的功能进行微妙的调整。接下来，我们试图将叶绿素分子修改为固体界面，以构建光功能界面设备。通过将-s-S-基团引入叶绿素分子并将溶液暴露在金属板上来制备自组装膜。基于S-AU键，叶绿素分子在黄金以及可见的吸收光谱上进行了修饰。