高感度表面増強旋光度計測法の開発と分子異性化のin situ可視化への応用

高灵敏表面增强旋光测量方法及其在分子异构化原位可视化中的应用

• 批准号: 21K05106
• 负责人: 高瀬 舞
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Muroran Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05106/
• 关键词: 局在表面プラズモン共鳴; 旋光度; キラル分子; 貴金属コロイド; 光ー分子相互作用; 局在表面プラズモン; 旋光度計測; 微量分析; 金属コロイド; 光強電場; 表面増強分光; 高感度分子認識; キラリティ

光学活性物質は， 特に創薬学に代表される生体内で機能する物質に多く存在し， その光学異性体はそれぞれ異なる機能を有することも多い． 特に，生体内で機能する場合に重要となるのが異性体の一方が善として， もう一方が悪として機能する場合は， 光学分割を徹底的に行うかもしくは合成の段階で完全に片方だけを合成する必要がある． しかし， いずれの場合においても1％以下の含有物質が影響を与える場合もあることから， 分ける， 分けて作ったとしてもかなり高感度で微量の悪な光学異性体を見つけ出す必要がある． そこで本研究では， 金属に吸着した分子がその影響を強くうける表面プラズモン共鳴に起因する強電場をもちいることにより， より高感度で勘弁な表面増強旋光度計測法を開発することを目的とした．金および銀微粒子をもちいることにより非常に強い表面プラズモン電場をつくり， この強電場と分子が相互作用する， すなわち光と分子の相互作用を長時間化することによって，旋光度を増強して高感度に検出することができると考えた． まず， 理論限界と言われている7桁以上の電場増強を獲得するため，金および銀の微粒子の合成を行い，これら貴金属溶液に光学活性な分子を溶解させて旋光度計測を行ったところ物質固有のモル旋光度と比較して大きな旋光度が得られることが明らかとなった．　さらに，　表面にキラルな分子が吸着した状態のコロイド溶液のCDスペクトルを取得すると，　表面プラズモンの吸収波長領域のピークが円偏光性を有することが確認された．　したがって，　表面プラズモン共鳴吸収は貴金属表面及び近傍の分子の旋光度を増大させるだけでなく，　吸着したキラル分子に従ってSPR吸収自身に旋光性が付与されることを明らかにした．

Optically active substances are especially useful in biology because they have many different functions. In particular, in the case of biological functions, it is necessary for one party to be good and one party to be functional. In the case of high sensitivity, trace amounts of optically anisotropic substances are necessary. In this study, the influence of metal adsorption molecules on surface resonance was investigated by surface enhanced polarimetry with high sensitivity. Gold and silver particles are very strong surface electric fields, strong electric fields and molecular interactions, light and molecular interactions that last for a long time, and optical rotation that increases in sensitivity. The theoretical limit is to obtain the electric field strength of gold and silver particles, and to measure the optical rotation of the substance in the solution of noble metals. In addition, it is confirmed that the CD spectrum of the solution in the adsorption state of the molecules on the surface is obtained, and the polarization of the molecules in the absorption wavelength region of the surface is obtained. Surface resonance absorption increases the optical rotation of noble metal surfaces and nearby molecules, and the absorption of noble metal molecules increases the optical rotation of SPR absorption itself.

项目成果

Development and Application of Semiconducting Materials with Controlled Shape and Structure

形貌结构可控半导体材料的开发与应用

• DOI: 10.5796/electrochemistry.22-00112
• 发表时间: 2022
• 期刊: Electrochemistry
• 影响因子: 2.5
• 作者: Rong Shang*;Yoshitaka Kimura;Leonardo I. Lugo-Fuentes;Souta Saitou;Shu Furukawa;J. Oscar C. Jiminez-Halla;Joaquin Barroso-Flores;Masaaki Nakamoto;Yohsuke Yamamoto;Hiroto Yoshida;TAKASE Mai
• 通讯作者: TAKASE Mai

ビスマス含有複合酸化物光触媒の形状と光学特性評価

含铋复合氧化物光催化剂的形貌及光学性能评价

• 发表时间: 2021
• 作者: 佐藤想真;古川慎悟;齊藤孝亮;高瀬舞
• 通讯作者: 高瀬舞

有機物分解反応を目指した希土類複合酸化物光触媒の合成と評価

有机物分解反应稀土复合氧化物光催化剂的合成与评价

• 发表时间: 2022
• 作者: Masaki Yoshida;Mari Kimura;Atsushi Kobayashi;Masako Kato;小泉風音・吉田枝実花・中井大央・松尾司;佐藤想真・古川慎悟・齊藤考亮・高瀬 舞・ 馬渡康輝
• 通讯作者: 佐藤想真・古川慎悟・齊藤考亮・高瀬 舞・ 馬渡康輝

構造を制御した酸化チタン光触媒の活性評価

结构可控二氧化钛光催化剂的活性评价

• 发表时间: 2022
• 作者: 外本脩貴;古川慎悟;高瀬舞
• 通讯作者: 高瀬舞

イオン液体を利用して合成した金属酸化物光触媒の分光評価

使用离子液体合成的金属氧化物光催化剂的光谱评价

• 发表时间: 2022
• 作者: 植村一広;長谷川遥;高森敦志;諏訪靖拓・管 昌権・山内幸正・酒井 健;黒田愛莉・大野稜真・沼田泰幸・小中重明・矢倉将吾・原田真生・藤田直子・早川直輝・中井英隆・Alfredo Rosas-Sanchez・橋爪大輔・松尾司;高瀬舞・古川慎悟・下村拓也
• 通讯作者: 高瀬舞・古川慎悟・下村拓也