半人工多糖・イオン性基修飾カードランを用いたゲスト化合物の垂直配向

使用半人工多糖/离子基团修饰的凝胶多糖垂直排列客体化合物

• 批准号: 09J03047
• 负责人: 杉川 幸太
• 金额: $ 1.34万
• 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-09J03047/
• 关键词: 多糖; カーボンナノチューブ; ポルフィリン; 階層構造制御; 光電変換; 自己組織化; テンプレート重合; 静電相互作用; ポリピロール; 金ナノ構造体; シアニン色素

申請者はゲスト包接能を有する半人工多糖である6位修飾カードランを用いて、ゲスト分子の基板上での垂直配向を目指し研究を行ってきた。前年度までに(1)カチオン性のカードラン(CUR-N^+)がアニオン性色素分子であるメロシアニン540と複合体を形成しその光退色性を抑制すること、(2)イオン性のカードランが鋳型分子として機能し一次元金ナノ構造体および孤立分散したポリピロールを合成できることを明らかにした。これらの研究成果を元にCUR-N^+とカーボンナノチューブ(CNT)の複合体(CUR-N^+/CNT)とアニオン性のポルフィリン分子を混合することで、複合体の階層構造制御を試みた。4つのスルホン酸基を有するポルフィリン(H_4TPPS^<2->)の水溶液(pH=3.4)にCUR-N^+/CNT複合体を添加するとH_4TPPS^<2->が静電的に相互作用し、一次元に会合することが明らかとなった。またTEM観察の結果、CNTがバンドル化した構造体が観察され、H_4TPPS^<2->の会合形態とCNTの組織化が同時に制御できることが示された。この溶液のpHを中性に戻すとH_4TPPS^<2->の一次元会合が崩壊し、それと同時にCNTの配向性が低下することが明らかとなった。この構造変化は可逆的であり、pHを3.4に戻すことで再びH_4TPPS^<2->が一次元に会合し、CNTが規則的に配向した組織体が構築された。H_4TPPS^<2->のプロトン化及び脱プロトン化がH_4TPPS^<2->とCNTの会合状態に影響を及ぼしていると考えられる。蛍光スペクトル及び蛍光寿命測定の結果、H_4TPPS^<2->からCNTに電子移動が起きていることが明らかとなり、光電変換素子として応用できることが示唆された。今回申請者が得たCUR-N^+を介したポルフィリン分子及びCNTの組織化に関する知見は、本研究課題であるゲスト分子の垂直配向を目指す上で極めて重要なものである。

申请人进行了研究，旨在使用6修饰Cardlan的半诱导多糖在底物上垂直在底物上的方向，这是客人的包容能力。直到上一年，据透露，（1）阳离子凝乳（curd-n^+）与梅糖苷540（一种阴离子染料分子）形成了一个复合物，并抑制了其光漂白特性，并且（2）离子库德兰（Ionic Curdlan基于这些研究结果，我们试图通过将复合物（CUR-N^+/CNT）与阴离子卟啉分子混合来控制复合物的层次结构。据透露，当将CUR-N^+/CNT复合物添加到具有四个磺酸基（pH = 3.4）的卟啉（H_4TPPS^<2->）的水溶液中时，H_4TPPS^<2->静电相互作用并与一维相关。此外，TEM观察结果表明，观察到CNT的结构被观察到了H_4TPPS^<2->的关联形态，并且可以同时控制CNT的组织。据透露，当该溶液的pH返回中性时，H_4TPPS^<2->的一维关联被中断，同时CNT的方向下降。这种结构变化是可逆的，通过将pH返回3.4，H_4TPPS^<2->再次在一个维度上关联，创建了一个定期定向CNT的结构。据认为，H_4TPPS^<2->的质子化和去质子化会影响H_4TPPS^<2->和CNT的关联状态。荧光光谱和荧光寿命测量表明，电子转移是从H_4TPPS^<2->到CNT的，这表明它可以用作光电转换设备。当前申请人获得的关于通过CUR-N^+的CNT组织组织的发现对于瞄准来宾分子的垂直方向非常重要，这是本研究的主题。

项目成果

Preparation of SERS-Active Metal-Organic Frameworks

SERS活性金属有机框架的制备

• 发表时间: 2010
• 作者: Kouta SUGIKAWA;Kazuki SADA
• 通讯作者: Kazuki SADA

SERS特性を示す金ナノロッド含有配位高分子(MOFs)の合成と評価

具有 SERS 特性的含金纳米棒的配位聚合物 (MOF) 的合成和评估

• 发表时间: 2010
• 作者: 杉川幸太;佐田和己
• 通讯作者: 佐田和己

Facile fabrication of CD-active 1-D polypyrrole by the templating effect of a helix-forming anionic polysaccharide

• DOI: 10.1080/10610278.2010.521837
• 发表时间: 2011-03
• 期刊: Supramolecular Chemistry
• 影响因子: 3.3
• 作者: Kouta Sugikawa;T. Shiraki;Youichi Tsuchiya;Shuichi Haraguchi;K. Sada;S. Shinkai

半人工多糖の分子認識を利用した色素分子の組織化と機能制御

利用半人工多糖的分子识别对色素分子进行组织和功能控制

• 发表时间: 2009
• 作者: Mikio Hatasa;他;杉川幸太・沼田宗典・佐田和己・新海征治
• 通讯作者: 杉川幸太・沼田宗典・佐田和己・新海征治

SERS活性を示す多孔性配位高分子の合成と機能

具有SERS活性的多孔配位聚合物的合成和功能

• 发表时间: 2011
• 作者: 杉川幸太;永田俊次郎;石渡拓己;佐田和己
• 通讯作者: 佐田和己