生物発光における超分子系電子移動機構の解明と機能性発光素子の開発

生物发光中超分子电子转移机制的阐明和功能发光器件的开发

基本信息

  • 批准号:
    14050040
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.6万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2002 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

生物発光の優れた発光素子機能を利用したナノスケール発光機能素子開発の基礎を固めるため、本研究では、生物発光の分子機能解明と新規機能性発光素子構築をめざした。特に、イクオリン生物発光系を題材に(1)タンパク質超分子環境場による反応制御メカニズムの解明と(2)発光効率を支配する電子移動機構の確立を目的とした。さらに(3)生物発光系を基盤とした機能性発光素子の開発を進めた。(1)イクオリン生物発光の発光体である蛍光色素セレンテラミドの蛍光特性に及ぼすタンパク質超分子環境場の影響を明らかにするため、天然型セレンテラミドと電子的な摂動を与えたメチルアナログを用い、これらのフェノレートアニオン(生物発光におけるイオン構造)の蛍光特性に及ぼす分子環境場の効果を調べた。分子環境場の制御としてはアニオン発生に用いる塩基の効果を調べた。この結果、セレンテラミドのフェノレートアニオンは一重項励起状態にて分子内電荷移動性を持ち、分子近傍の水素結合受容体の塩基性度や5位のフェニル基とのπ共役の変化によって蛍光特性が大きく変化することがわかり、ミクロ分子環境場の蛍光プローブとして有用であることが明らかとなった。(2)発光反応おける電子移動過程の役割を明らかにする基礎として、発光基質の基本構造イミダゾピラジノン環の基本物性を確立した。特にイミダゾピラジノン構造は芳香族性を高めるためにC=0部位に負電荷の偏った分極構造を取ることがわかった。さらに発光反応における酸素分子との電子移動反応性や特異な発色性にイミダゾピラジノン環の高いHOMO準位が関与することが明らかとなった。(3)機能性発光素子の開発として、アリル基を系統的に導入したイミダゾピラジノン誘導体を新規合成して化学発光性を調べた。この結果、発光波長制御の制御に成功し、フェニル誘導体による青色からピレニル誘導体による橙色の化学発光を実現した。
Biological 発 light の optimal れ た 発 function of optical element child を using し た ナ ノ ス ケ ー ル 発 function of optical element child open 発 の based を solid め る た め, this study で は, biological 発 light の molecular function interpret と new rules on functional 発 light element child build を め ざ し た. に, イ ク オ リ ン biological を subjects に 発 light department (1) タ ン パ ク qualitative supramolecular environment field に よ る anti 応 suppression メ カ ニ ズ ム の interpret と (2) 発 light working rate を dominate す る electronic mobile mechanism の establish を purpose と し た. Youdaoplaceholder0 (3) The biological luminescent system を substrate と た た functional luminescent particles are developed を into めた. (1) イ ク オ リ ン biological 発 light の 発 light body で あ る 蛍 photopigment セ レ ン テ ラ ミ ド の 蛍 optical properties に and ぼ す タ ン パ ク qualitative supramolecular environment field の を Ming ら か に す る た め type, natural セ レ ン テ ラ ミ ド と electronic な, dynamic を and え た メ チ ル ア ナ ロ グ を い, こ れ ら の フ ェ ノ レ ー ト ア ニ オ ン (biological 発 light に お け る イ オ <s:1> structure) 蛍 optical properties に and ぼす molecular environment field effects を modulation べた. The molecular environment field is controlled by と, て, アニ, <s:1>, <s:1>, に, and に. The effect of <s:1> る salt <s:1> is を regulated べた. こ の results, セ レ ン テ ラ ミ ド の フ ェ ノ レ ー ト ア ニ オ ン は wound up a heavy item state に て intramolecular charge mobility を hold ち, molecular nearly alongside の water element combination, let body の salt や five basic degrees の フ ェ ニ ル base と の の PI total service - the に よ っ て 蛍 light feature が big き く variations change す る こ と が わ か り, ミ ク ロ molecular environment field の 蛍 light プ ロ ー ブ と し て There is a use of である とが とが and ら となった. (2) 発 light anti 応 お け る electronic mobile process の "を cut Ming ら か に す る based と し て, 発 light matrix の basic construction イ ミ ダ ゾ ピ ラ ジ ノ ン ring の を establish basic physical properties し た. Trevor に イ ミ ダ ゾ ピ ラ ジ ノ ン tectonic は aromatic を high め る た め に C = 0 parts に negative の partial っ た points very tectonic を る こ と が わ か っ た. さ ら に 発 light anti 応 に お け る acid molecule と の electronic anti 応 movement や specific な 発 に color イ ミ ダ ゾ ピ ラ ジ ノ ン ring の high い HOMO must a が masato and す る こ と が Ming ら か と な っ た. (3) functional 発 light element child の open 発 と し て, ア リ ル base を system に import し た イ ミ ダ ゾ ピ ラ ジ ノ ン inductor を new rules on synthetic し て chemical 発 optical を adjustable べ た. こ の suppression results, 発 wavelength の royal に し success, フ ェ ニ ル inductor に よ る cyan か ら ピ レ ニ ル inductor に よ る chemical 発 light orange の を be presently し た.

项目成果

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  • 影响因子:
    0
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