イオン液体中の自己組織化プロセスに基づく新しいナノ界面材料の開発

基于离子液体自组装过程的新型纳米界面材料的开发

基本信息

批准号：
09F09259
负责人：
君塚信夫
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09F09259/
关键词：
希土類錯体自己集合発光ナノ界面二分子膜

项目摘要

分子情報を発光などの物理的信号に変換するナノインターフェースを開発することを目的に、配位不飽和な両親媒性のランタニド錯体を開発し、ヌクレオチド等のリン酸誘導体との相互作用(配位)を検討した。合成された配位子(L^<2->)は水中でTb(III)イオンと1:1錯形成して両親媒性の錯体(TbL^+)を与え、[TbL^+]Cl水溶液の動的光散乱(DLS)測定、走査型ならびに透過型電子顕微鏡観察から、自発的に二分子膜ベシクルが形成されていることを明らかにした。この二分子膜表面におけるTb(III)イオンは配位不飽和であるため、空の配位座には水分子が配位している。一般に、ランタニドイオンの発光強度は、水分子の配位により減少することが知られている。ここでアデノシン三リン酸(ATP)などのヌクレオチドを添加すると、Tb(III)に配位した水分子がATPのリン酸基に置換される結果、Tb(III)錯体の発光強度が増加した。興味深いことに、TbL^+二分子膜は、ATP>ADP>AMPの順に高い発光増強を示し、またATP,ADPの場合には基質濃度に対してシグモイド型の発光増大現象が観測された。すなわち、二分子膜表面(ナノ界面)に集積されたレセプターTbL^+錯体は二リン酸、三リン酸の結合に対して協同性を示し、自己組織化に基づいて分子構造情報をアロステリックに変換するナノインターフェースとして機能することが明らかとなった。本研究は、アメリカ化学会誌(J. Am Chem. Soc., 2011, 133,17370-17374)に掲載され、世界的にも大きな反響をもって受け入れられた。また、本成果は、分子組織化に基づくナノインターフェースの設計に広く応用できるものと考えられる。

为了开发将分子信息转换为诸如发光之类的物理信号的纳米间空间，我们开发了一种协调不饱和的两亲性灯笼型灯笼复合物，并研究了与磷酸盐衍生物（如核苷酸）的相互作用（配位）。合成的配体（l^<2->）形成1：1与水中的Tb（iii）离子的复合物，得出的两亲复合物（TBL^+）以及动态光散射（DLS）测量[TBL^+] Cl squans squans溶液，扫描和传输电子显微镜揭示了Bilayer spontane spontane spontane spontane。由于该双层膜表面上的TB（III）离子不饱和，因此水分子在空协调基因座处坐标。通常知道，由于水分子的协调，灯笼离子的发光强度降低了。当添加核苷酸（例如三磷酸腺苷（ATP））时，与TB（III）协调的水分子被ATP的磷酸盐组取代，从而导致TB（III）复合物的发光强度增加。有趣的是，Tbl^+双层在ATP> ADP> AMP的顺序上表现出较高的发光增强，并且在ATP和ADP的情况下，相对于底物浓度，观察到Sigmoid型发光增强现象。换句话说，已经揭示了在双层膜表面（纳米界面）集成的受体Tbl^+复合物在双磷酸盐和三磷酸盐的键相对于基于自组成的分子结构的纳米界面而起作用，并作为纳米接口将分子结构信息转化为分解信息。这项研究发表在《美国化学学会杂志》（J. AmChem。Soc。，2011，133,17370-17374）上，并在全球范围内接受了极大的反应。此外，这一发现被认为广泛适用于基于分子组织的纳米界面的设计。