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特異的分子認識による生体機能の固体表面への集積

Research Project

Project/Area Number 12J00113
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Thin film/Surface and interfacial physical properties
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

山崎 憲慈  横浜国立大学, 工学府, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2012 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsグラフェン / 脂質二重膜 / 分子認識 / バイオインターフェース / 固液界面 / サファイア表面
Research Abstract

前年度に見出した支持表面の化学状態によるグラフェン表面への脂質膜展開領域制御について脂質膜の構造依存性について研究を行った。脂質膜の相転移温度がグラフェン―脂質膜間の相互作用に影響することがわかった。ゲル相の分子を用いた場合、脂質分子内の疎水基が伸張することでグラフェンとの相互作用が強くなりグラフェン表面全体に脂質単分子膜が展開した。グラフェン表面への脂質膜展開から、支持表面の親水性に応じた脂質単分子膜の選択的展開を実現し、支持表面が溶液中でグラフェンの物性に影響を与えていることを示した。前年度の研究と合わせた結果をJ. Phys. Chem. C誌に発表済みである。また一部の結果を筑波で開催された国際会議ACSIN-12にて発表を行い、Best Poster Awardを受賞した。グラフェン表面に生体機能を模擬した構造を構築するため、グラフェン表面への脂質二重膜の形成を行った。強い疎水性を示すグラフェン表面への脂質二重膜形成は困難であるが、脂質膜を支えるリンカー分子をグラフェンエッジに選択的に吸着させることで酸化膜付きシリコン基板上に形成したグラフェン表面に脂質二重膜を形成することに成功した。原子間力顕微鏡による測定結果からグラフェン表面に形成した脂質二重膜は基板表面に形成した場合に比べて強度が低いことがわかった。より相転移温度の高い脂質分子を用いることでグラフェン表面での脂質二重膜の崩壊を抑制することに成功した。リンカー分子の大きさによってグラフェンと脂質二重膜の距離を制御可能であることを示し、グラフェン表面上に形成した脂質二重膜がイオンチャネルなどの膜タンパク質を埋め込み可能な構造であることがわかった。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] Graphene film formation on insulating substrates using polymer films as carbon source2014

    • Author(s)
      高見俊志、清野亮介、山崎憲慈、荻野俊郎
    • Journal Title

      J. Phys. D : Appl. Phys.

      Volume: 47 Issue: 9 Pages: 0940151-7

    • DOI

      10.1088/0022-3727/47/9/094015

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of interfaces between graphene films and support substrates by observation of lipid membrane formation2013

    • Author(s)
      山崎憲慈、國井俊佑、荻野俊郎
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 117 Issue: 37 Pages: 18913-18918

    • DOI

      10.1021/jp404458g

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Selective Adsorption of Bilirubin against Albumin to Oxidized Single-Wall Carbon Nanohorns2013

    • Author(s)
      山崎憲慈、新家康介、荻野俊郎
    • Journal Title

      Colloids and Surfaces B : Biointerfaces

      Volume: 112 Pages: 103-107

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2013.07.064

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 溶液中の金属酸化物と吸着水の構造評価2012

    • Author(s)
      荻野俊郎、山崎憲慈
    • Journal Title

      表面科学

      Volume: 33 Pages: 339-344

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Selective Formation of Lipid Membranes on Graphene Films by Surface Engineerine of Support Substrates2013

    • Author(s)
      山崎憲慈、荻野俊郎
    • Organizer
      2013 MRS Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Hynes convention center, Boston, USA
    • Year and Date
      2013-12-04
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Characterization of Graphene Films in Liquid Environment by O bservation of Lipid Membrane Formation2013

    • Author(s)
      山崎憲慈、荻野俊郎
    • Organizer
      ACSIN-12
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2013-11-05
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Characterization of graphene films in liquid environment for bio-applications2013

    • Author(s)
      山崎憲慈、荻野俊郎
    • Organizer
      2013 JSAP-MRS Joint Symposia
    • Place of Presentation
      同志社大学(京都)
    • Year and Date
      2013-09-19
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフェン表面への脂質膜形成に対する構成分子依存性2013

    • Author(s)
      山崎憲慈, 荻野俊郎
    • Organizer
      季第74回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学(京都)
    • Year and Date
      2013-09-17
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフェン表面への脂質膜形成における支持表面の効果2013

    • Author(s)
      山崎憲慈
    • Organizer
      応用物理学会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学
    • Year and Date
      2013-03-28
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Characterization of Graphene Surface in Aqueous Environment by Protein Adsorption and AFM Force Measurements2012

    • Author(s)
      山崎憲慈
    • Organizer
      2012 MRS (Materials Research Society) Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Hynes convention center. Boston, USA
    • Year and Date
      2012-11-28
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 繋ぎ止め法によるグラフェン表面への脂質膜形成2012

    • Author(s)
      山崎憲慈
    • Organizer
      表面科学学術講演会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2012-11-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Characterization of interfaces between graphene flakes, support substrates, and biomolecules in aqueous environment2012

    • Author(s)
      山崎憲慈
    • Organizer
      3rd International Symposium on Graphene Devices (ISGD-3)
    • Place of Presentation
      Synchrotron Radiation S0LE1L, France
    • Year and Date
      2012-11-06
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Effects of an interfacial water layer on protein adsorption to graphene sheets on solid substrates2012

    • Author(s)
      山崎憲慈
    • Organizer
      American Vacuum Society (AVS) 59th International Symposium & Exhibition
    • Place of Presentation
      Tampa Convention Center, Florida, USA
    • Year and Date
      2012-10-30
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of support substrate on chemical doping to graphene in aqueous environment2012

    • Author(s)
      山崎憲慈
    • Organizer
      The 10th Japan-Russia Seminar on Semiconductor Surfaces (JRSSS10)
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2012-09-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] コロイドプローブによる溶液中でのグラフェン表面の相互作用力測定2012

    • Author(s)
      山崎憲慈
    • Organizer
      応用物理学会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      2012-09-13
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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