希土類金属選択的に誘発される配位高分子構造変化を利用する希土類金属センシング

稀土金属传感利用稀土金属选择性诱导配位聚合物结构变化

基本信息

批准号：
22K05150
负责人：
半田友衣子
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Saitama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究課題では，結晶性配位高分子（CCP）の結晶構造転移・構造崩壊を利用する希土類金属イオン（RE3+）の新規検出法の構築を目的とする。具体的には，（１）CCPにおけるRE3+金属交換反応で誘発されるCCPの結晶-結晶構造転移を利用するRE3+検出系の構築と，（２）RE3+選択的に起こるリン酸エステルの加水分解反応が引き起こすCCPの構造崩壊を利用するRE3+検出系の構築を目指す。以下に，（１）と（２）それぞれについての2022年度の研究実績概要を記載する。（１）bis(4-nitrophenyl)phosphateと2種類のRE3+が形成するCCPでのRE3+イオンの局所構造をXAFS法によって解析し，Ce3+と共存する重希土類金属（Ho3+，Er3+，Yb3+，Lu3+）の局所構造が，Ho3+とEr3+はCe3+の局所構造に類似，Yb3+とLu3+はCe3+とは異なる局所構造であることを明らかにした。これは，CCPの結晶ー結晶構造転移を引き起こすかどうかの傾向と一致しており，RE3+金属交換反応で誘発されるCCPの結晶-結晶構造転移は，親CCPに取り込まれたRE3+の局所構造が親CCPを形成するRE3+とは異なることが重要であることを示唆する結果である。（２）リン酸エステルであるニコチンアミドジヌクレオチド（NADH）の加水分解反応が，Dy3+，Yb3+によって促進されることを明らかにした。これまで，ジヌクレオチドおよびオリゴヌクレオチドの3’-5’ホスホジエステルがRE3＋の触媒作用で加水分解することは知られていたが，5’-5’ホスホジエステル結合の加水分解反応の促進を明らかにしたのは初めてである。予備的な結果として，NADHが形成するCPもDy3+，Lu3+によって加水分解されること，また，Al3+やZn3+では加水分解反応が促進されないことも明らかにした。

该研究项目的目的是开发一种利用晶体配位聚合物（CCP）的晶体结构转变和结构崩溃来检测稀土金属离子（RE3+）的新方法。具体来说，我们将（1）构建一个RE3+检测系统，利用CCP中RE3+金属交换反应诱导的CCP晶体-晶体结构转变，以及（2）开发在RE3+中选择性发生的磷酸酯水解反应。旨在构建利用CCP造成的CCP结构崩溃的RE3+检测系统。以下是 2022 年针对 (1) 和 (2) 的研究结果的摘要。 (1)采用XAFS方法分析了双(4-硝基苯基)磷酸酯和两种RE3+形成的CCP中RE3+离子的局域结构，并分析了与Ce3+共存的重稀土。结果表明，金属(Ho3+、Er3+、Yb3+、Lu3+)的局域结构与Ce3+的Ho3+和Er3+相似，而Yb3+和Lu3+的局域结构与Ce3+不同。这与CCP诱导晶体到晶体结构转变的趋势一致，RE3+金属交换反应诱导的CCP晶体到晶体结构转变是由RE3+并入母体CCP的局部结构引起的这一结果表明，与形成母体 CCP 的 RE3+ 不同很重要。 (2)发现Dy3+和Yb3+促进磷酸酯烟酰胺二核苷酸(NADH)的水解反应。迄今为止，已知二核苷酸和寡核苷酸的3'-5'磷酸二酯通过RE3+的催化作用而被水解，但发现促进了5'-5'磷酸二酯键的水解反应。我第一次这样做。初步结果表明，NADH形成的CP也被Dy3+和Lu3+水解，而Al3+和Zn3+不促进水解反应。