スピン導入型核酸塩基の自己集合を利用した有機フェリ磁性体の構築

利用自旋转移核碱基自组装构建有机亚铁磁材料

• 批准号: 08J01607
• 负责人: 田中 啓之
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Hokkaido University (2009)Osaka City University (2008)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J01607/
• 关键词: 有機ラジカル; 有機磁性体; 核酸塩基; 分子配列制御; 水素結合; 水面単分子膜; 自己組織化・自己集合; 分子集合体; 有機フェリ磁性体; 自己集合; ニトロニルニトロキシド; オリゴヌクレオチド; 磁気結合

本年度の目標は,(1)これまでに設計・合成したスピン導入型核酸塩基を用いた気水界面での薄膜作製と磁性制御,および,(2)スピン導入型核酸塩基に光応答性を示すアゾベンゼンを置換基として導入した新奇ラジカル分子を設計・合成と,光応答性磁気スイッチング薄膜の作製である.以下に具体的な研究内容を示す.はじめに,これまでに合成済みである,天然型核酸塩基のグアニンに安定有機ラジカルであるニトロニルニトロキシドを導入したラジカル分子と居城研で合成されたシトシンに長鎖アルキル基と光応答性を示すアゾベンゼンが導入された両親媒性分子を用いた水面単分子膜の作製を行った.グアニンとシトシンは気水界面においてもDNA2重らせん中と同様なWatson-Crick型多重点水素結合を形成することが居城教授らにより明らかにされている.この気水界面での核酸塩基間の水素結合による分子集積化により,ラジカル分子の磁性とアゾベンゼンの光応答性を併せ持つ機能性薄膜を作製するというものである.本アプローチでは,水相にラジカル分子を,気相に両親媒性分子を集積化した水面単分子膜を作製し,表面圧(π)-占有面積(A)等温線および薄膜の赤外反射吸収スペクトル(IR-RAS)の測定より,気水界面での気体膜からから固体膜への転移とグアニン-シトシン間の水素結合の形成を示唆する結果を得た.しかし,ラジカル分子の水に対する溶解度が低く,より現実的な薄膜作製を目指すためには,気相での成膜分子の集積化が有効であることがわかった.そこで,水溶性のラジカル分子を用いるのではなく,両親媒性分子に安定有機ラジカルを置換基として導入した両親媒性ラジカル分子を設計した.分子配列制御の鋳型として用いる水相の一本鎖オリゴヌクレオチドとの集積化に用いる塩基として,ジアミノトリアジン(DAT)を用いた.DATは天然型核酸塩基であるチミンと相補的塩基対を形成する.また,薄膜作製において重要となる成膜分子間のパッキングとして,ポリパラフェニレンビニレン(PPV)に着目した.PPVは合成が容易であり,長鎖アルキル基の導入も可能であるため,分子の溶解性や疎水性の制御が可能である.このPPVの両末端に分子認識部位のDATとラジカル分子種を導入した新奇両親媒性ラジカル分子を設計した.現在,ラジカル分子3を合成中である.

This year's goals are: (1) design, synthesis, and fabrication of thin films using introduced nucleic acid groups at aqueous interfaces, and magnetic properties;(2) design, synthesis, and fabrication of optically responsive magnetic thin films using introduced nucleic acid groups at substitutional sites, and novel molecules. The following is a detailed description of the study. The natural nucleic acid base is stable and stable. The water interface is composed of DNA2 and Watson-Crick type water elements. Molecular aggregation, magnetic properties, optical reactivity, and functional thin films are prepared by binding molecules between nucleic acid groups at the water interface. This paper presents the results of measurement of IR-RAS isotherms, measurement of IR absorption spectra of thin films, measurement of the accumulation of molecules in aqueous phase, measurement of surface pressure (π)-occupied area (A) isotherms, and measurement of the migration of molecules in aqueous phase, and measurement of the formation of water element bonds between solid films and aqueous phase. The solubility of the molecules in water is low, and the aggregation of the molecules in the film formation is low. In this paper, the use of water-soluble molecules is discussed, and the design of amphiphilic molecules is discussed. Molecular alignment and control of the type and use of aqueous phase of a lock, the integration of the use of the base and use of the base, the use of the base and complement of the formation of natural nucleic acid base pairs. In addition, it is important for thin film production to make intermolecular film formation easy.PPV synthesis is easy, but it is possible to introduce long-chain groups. It is possible to make molecular solubility and water-based control. The molecular recognition site of PPV terminal DAT gene was introduced and novel affinity gene was designed. Now, the molecule 3 is synthesized.

项目成果

核酸塩基の相補的な塩基対形成を利用した溶液中および気水界面での分子スピン集合体の構築

使用核碱基互补碱基配对在溶液中和空气-水界面构建分子自旋聚集体

• 发表时间: 2009
• 作者: 前原由喜夫;龍輸飛鳥;田中啓之
• 通讯作者: 田中啓之

ウラシルおよびイソシトシン置換ニトロキシドラジカルの合成と磁気的性質

尿嘧啶和异胞嘧啶取代的硝基氧自由基的合成和磁性

• 发表时间: 2009
• 作者: 前原由喜夫;龍輸飛鳥;田中啓之;田中啓之;田中啓之;田中啓之
• 通讯作者: 田中啓之

Construction and Magnetic Properties of Langmuir-Blodgett Films of Organic Radicals Organized by Molecular Recognition between Nucleobases

核碱基间分子识别组织的有机自由基的 Langmuir-Blodgett 薄膜的构建和磁性

• 发表时间: 2009
• 作者: 前原由喜夫;龍輸飛鳥;田中啓之;田中啓之
• 通讯作者: 田中啓之

Construction of Organic Molecular Spin Assembly Organized by Molecular Recognition between Nucleobases

核碱基间分子识别组织的有机分子自旋组装体的构建

• 发表时间: 2009
• 作者: 前原由喜夫;龍輸飛鳥;田中啓之;田中啓之;田中啓之
• 通讯作者: 田中啓之