単分子膜での分子認識により制御された電子移動反応に基づく化学センサー

基于单层分子识别控制的电子转移反应的化学传感器

基本信息

批准号：
10131216
负责人：
梅澤喜夫
金额：
$ 0.9万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

電極上に固定化したレセプター単分子膜上での目的物質の分子認識によるマーカー物質の膜透過性の開閉制御を,電気化学的に測定して目的物質の定性定量を行うイオンチャンネルセンサー(ICS)について以下の研究を行った.1) 分子間透過型カルボキシル基含有合成レセプターSAM修飾金電極を用いて,マーカーをFe(CN)_6^<4->としてプロトン化アミン存在下におけるサイクリックボルタモグラム(CV)を測定した研究では,三価アミンに対する検出下限は10^<-7>Mであり,一価・二価アミンに対し高い選択性を示した.またこれは,チオアミド基を有する誘導体がこれを介して金表面にSAM形成することを示した最初の報告でもある.一方,チオクト酸SAM修飾金電極を用いて,マーカーをRu(NH_3)_6^<3+>,抗凝血物質である多価陽イオンプロタミンを目的物質とした研究では,検出下限は0.5μg/mlであった.以上2つの研究より,ICSは多価/高親水性イオンの検出に適した手法であると示唆された.2) 分子内透過型 α-,β-,γ-シクロデキストリン誘導体(CD)SAM修飾吊下げ水銀電極を用いて,目的物質アダマンタノール(AD)がマーカーベンゾキノン(BQ)の還元に与える影響をCV測定により観測した.目的物質濃度の増加に伴い,マーカー還元反応速度はβ-,γ-CDでは減少したがα-CDでは減少しなかった.これは,ADがβ-,γ-CD内孔に入るがα-CDには入らないという以前の結果を考えると,ADのCD内孔へのサイズ選択的結合に基づきBQの還元反応が制御されたことを示している.3) ICSの理論 ICSの機構は当初直感的に理解されてきたが,今回ICSのCV応答に対してレセプター電極表面濃度を初めとする様々な実験値が与える影響を,電極上でのFrumkin効果やホスト-ゲスト錯形成を考慮して定量的に予測するシミュレーションモデルを確立した.

离子通道传感器（ICS）通过固定在电极上的受体单层上的目标物质的分子识别，以电化学方式测量标记物质的膜渗透性的打开/关闭控制，从而对目标物质进行定性定量。研究方向：1）分子间传递型在一项研究中，使用含有羧基的合成受体 SAM 修饰的金电极（以 Fe(CN)_6^<4-> 作为标记物）在质子化胺存在下测量循环伏安图 (CV)，结果发现检测三价胺的限制为10 1 -7 M并且显示出对一价和二价胺的高选择性。这也是首次报道采用硫辛酸SAM修饰金电极在金表面形成SAM，在以阳离子鱼精蛋白为目标物质的研究中，检测限为0.5μg/ml。以上两项。研究表明 ICS 是检测多价/高亲水离子的合适方法 2)。分子内传输型采用α-,β-,γ-环糊精衍生物（CD）SAM修饰的悬汞电极，通过CV测量观察目标物质金刚烷醇（AD）对标记物苯醌（BQ）的还原效果。随着物质浓度的增加，标记还原反应速率β-、γ-CD 中减少，而 α-CD 中没有减少，考虑到先前的结果，AD 进入 β-、γ-CD 而不是 α-CD 的内孔，表明 BQ 的还原反应是基于控制的。 AD与CD内孔的尺寸选择性结合。3) ICS的理论最初直观地了解了ICS的机理，但是这次我们通过考虑电极和宿主的Frumkin效应，研究了各种实验值（包括受体电极表面浓度）对ICS的CV响应的影响 -我们建立了一个定量预测客体复合物形成的模拟模型。