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誘起円偏光発光とニューラルネットワーク法によるキラル分子の構造解析

利用诱导圆偏振光发射和神经网络方法分析手性分子的结构

基本信息

批准号：
22K05152
负责人：
山本茂樹
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Osaka 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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05152/
关键词：
キラリティ絶対配置キラル分光分光分析機械学習

项目摘要

生物の単一キラリティ選択（L-アミノ酸とD-糖の採用）が原因となり，生物はキラル選択的な反応を示す。そのためキラル分子の絶対配置を測定することは，薬剤分子や香料分子の生理活性と安全性を保つ上で重要である。医薬品の認可には絶対配置の決定が必要であり，既存のサリドマイドやアンフェタミンなどキラル分子は光学異性による薬効（または毒性）の違いから医学において改めて注目されている。本研究では，アキラルなユーロピウム（Eu）ジケトン錯体をプローブとした誘起円偏光発光（Induced Circularly Polarized Luminescence: ICPL）を用いて，キラルなアミン，アルコール，カルボン酸，ケトン，リン酸の絶対配置および置換基構造の決定法を開発する。市販の円偏光発光測定装置と比べて高感度高精度なラマン光学活性測定装置をICPL測定に用い，mM-μM濃度にて構造解析を行う。ニューラルネットワーク法による機械学習を高精度なICPLスペクトルへ適用することで，分子構造とスペクトルとの複雑な関係性を明らかとし，キラル分子の絶対配置だけでなく，全体構造を識別する新たなキラル構造解析法を開発する。ICPLにおいては，アキラルなEuジケトン錯体を発光プローブとして用い，溶液中においてキラル分子をEuへ付加配位させることで，Euからの発光を強く円偏光へ誘起し，その左右円偏光の強度差（I R -I L ）を分光検出するものである。励起は532nmレーザー，発光は584-600nmの分裂した Euの電子遷移である。今年度は，キラルアミン分子10種，キラルアルコール分子10種についてICPL測定を行い，絶対配置とスペクトルとの相関を調べた。アキラルなEuジケトン錯体EuFODとキラルアミン分子の濃度を変化させることで，一付加体と二付加体に特徴的なICPLピークを明らかとした。

The reason for the selection of biological agents (L-acid and D-sugar) is shown in the following table. It is important to determine the molecular structure of the fragrance molecule and to ensure its physiological activity and safety. The determination of the appropriate configuration for the approval of medical products is necessary, and the existing drug chain is responsible for the determination of the molecular optical properties (toxicity) of the drug chain. In this study, we developed a method for determining the structure of Induced circularly polarized luminescence (ICPL), including the use of induced Circularly Polarized Luminescence (ICPL) in the formation of Eu (Eu) complex. A commercially available polarized light measuring device with high sensitivity and high accuracy is used for ICPL measurement, and structural analysis is performed for mM-μM concentrations. Machine learning for high precision ICPL applications, molecular structure and complex relationships, molecular absolute configuration, total structure recognition, and new structural analysis are developed. ICPL is used for the emission of Eu complex molecules in solution. The emission of Eu complex molecules in solution is strongly polarized and the difference in polarization intensity (IR-IL) between the left and right sides is detected. Excitation starts at 532nm, and emission starts at 584-600nm. This year, there are 10 kinds of molecules, 10 kinds of molecules, and 10 kinds of molecules in ICPL determination. The concentration of the molecules in the eu-FOD complex changes from one to two.