生命の起源における超分子的情報伝達モデルの提唱と検証

生命起源超分子通讯模型的提出与验证

基本信息

批准号：
22K19090
负责人：
高木慎介
金额：
$ 3.99万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、粘土鉱物におけるSi（IV）元素のAl（III）元素による同型置換位置、すなわち、負電荷発生位置が情報源になるとの仮説に基づいているため、本研究の遂行において重要な無機化合物である粘土鉱物の合成を行った。特に、電荷密度（Si（IV）元素のAl（III）元素による同型置換割合に相当する）、粒径といったパラメータに注目し、それらを系統的に変化させた粘土鉱物の合成とキャラクタリゼーションを行った。粘土鉱物の組成を、ICP,XRF,Al-NMRなどにより決定し、電荷密度としては５種類の異なるものの合成に成功した。それら粘土鉱物に対して、プローブ色素としてポルフィリンを吸着させたところ、ポルフィリンの光化学的な性質は明らかに粘土鉱物の電荷密度により変化することを見い出した。これらの成果は、粘土鉱物の電荷密度が、何かしらの情報としての性質を示しうることを意味しており、本研究課題の足掛かりとしての重要な知見を得たと言える。一方、粘土鉱物粒子の粒径の制御については、遠心分離機による分画によって一定程度の分画が可能であることを実験的に確認した。現在は、これまでの成果の論文化を進めており、また、これらの粘土鉱物をより大スケールで合成できるよう、合成容器、加熱方法などの準備を進めている。今後は、これらの粘土鉱物をホストとして、その表面上における、分子の振る舞いについて検討を行う予定であるが、その一端としてジアリルエテン誘導体の光異性化反応を実施した。

本研究基于粘土矿物中Si(IV)元素被Al(III)元素的同象取代位置，即负电荷产生位置，是信息源，合成了粘土矿物化合物。我们特别关注电荷密度（对应于Si(IV)元素与Al(III)元素的同象取代比）和粒径等参数，并合成并表征了这些参数发生系统变化的粘土矿物。通过ICP、XRF、Al-NMR等手段测定了粘土矿物的组成，成功合成了5种不同电荷密度的粘土矿物。当我们将卟啉作为探针染料吸附到这些粘土矿物上时，我们发现卟啉的光化学性质根据粘土矿物的电荷密度而明显变化。这些结果意味着粘土矿物的电荷密度可以表现出某种信息的性质，可以说我们获得了作为本研究课题立足点的重要知识。另一方面，关于粘土矿物颗粒的粒径的控制，实验证实使用离心机进行一定程度的分级是可能的。目前，我们正在努力将迄今为止的成果发表在论文中，并且我们还在准备合成容器、加热方法等，以便我们能够更大规模地合成这些粘土矿物。未来，我们计划研究这些作为主体的粘土矿物表面分子的行为，作为其中的一部分，我们进行了二烯丙基衍生物的光异构化反应。