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本研究では、金属配位子を導入した人工DNA鎖を鋳型配位子として用い、種々の金属イオンの集積化と、引き続く還元等によるナノクラスター・ナノ粒子の合成を目的とした。また、DNAのキラリティーを反映したキラルクラスターの合成や、複数の配位子を有する人工DNAを使った異種金属クラスターの合成も目指している。
本年度は昨年度に引き続き、核酸類縁体であるグリコール核酸(GNA)オリゴマーを鋳型とした金属集積を検討した。昨年度までに、5-カルボキシウラシル(caU)塩基を導入したGNAオリゴマーを合成し、円二色性(CD)スペクトルを用いた滴定実験から、caU配位子とCu(II)との2:1錯体形成によりGNA二重鎖中にCu(II)イオンが集積されたことを示唆する結果を得た。そこで、caUを10個含むGNA鎖5’-(caU)10T-3’に5 当量のCu(II)イオンを加えた試料について、エレクトロスプレーイオン化法による質量分析スペクトルの測定を行った。その結果、強度が弱いものの[(5’-(caU)10T-3’)2Cu10]5-に帰属されるシグナルが観測され、GNA二重鎖中にCu(II)イオンが10個集積されたことが考えられる。ヘアピン構造や高次構造の形成も否定できないため、今後詳細な同定と構造解析を行う予定である。
さらに、得られたCu(II)錯体型GNAに還元剤を添加して、Cuのナノクラスターの合成を検討した。還元剤の添加により、新たに340 nm付近に吸収が現れた。また、530 nm付近に弱い発光を示したことから、Cuのナノクラスターが生成したことが示唆された。CDスペクトルでも300 nm以上にコットン効果が現れており、ナノクラスターのキラル誘起も期待される。