Photo-electric convertible DNA film

• Project/Area Number: 18201023
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Nanomaterials/Nanobioscience
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: OKAHATA Yoshio Tokyo Institute of Technology, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (80038017)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): MORI Toshiaki 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 准教授 (50262308) ; KAWASAKI Takayoshi 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教 (60334504) ; FURUSAWA Hiroyuki 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教 (60345395)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥52,000,000 (Direct Cost: ¥40,000,000、Indirect Cost: ¥12,000,000); Fiscal Year 2008: ¥15,080,000 (Direct Cost: ¥11,600,000、Indirect Cost: ¥3,480,000); Fiscal Year 2007: ¥15,210,000 (Direct Cost: ¥11,700,000、Indirect Cost: ¥3,510,000); Fiscal Year 2006: ¥21,710,000 (Direct Cost: ¥16,700,000、Indirect Cost: ¥5,010,000)
• Keywords: DNAのフィルム化 / DANの導電性 / DANの配向化 / EL 素子 / DNA / フィルム / 電導性 / EL素子

Research Abstract

本研究の目的は、DNA二重らせん鎖が電子導電性(ホール輸送能)を持つことを利用し、電子輸送能を持つカチオン性脂質とDNA配向化フィルムを作製し、色素分子(電子キャリー)をインターカレートすることにより、有機エレクトロルミネッセント(EL)素子や色素増感型太陽電池を構築することにある。
これらの目的に基づき研究を進め、3年間で以下の成果を挙げた。
1) 電子輸送能を持つカチオン性脂質の合成と探索
色素に電子を注入する時に、ジアルキル型のカチオン脂質では絶縁材として働く可能性があり、より積極的に電子を注入することを目的として、DNAとコンプレックスを形成するカチオン性脂質に電子輸送能を持つ官能基を導入し化合物を合成した。
2) EL素子の構築
ガラス基板上にITO透明電極をくし形に蒸着し、その上に色素をインターカレートしたDNA配向化フィルムをスピンコートし、フィルムの上からCa、Alを蒸着し、ITを陽極、Alを陰極としてELセルを構築した。電極間に1-2Vの電位を印加するとDNAフィルムが発光し、EL素子として働いていることを確かめた。

Research Products

• [Journal Article] In situ Monitoring of Conformational Changes of and Peptide-Bindings to Calmodulin on a 27-MHz Quartz-crystal Microbalance (2009)
  • Author(s): H. Furusawa, M. Komatsu, and Y. Okahata
  • Journal Title: Anal Chem. 81 Pages: 1841-1847
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Added Mass Effect on Immobilizations of Proteins on a 27-MHz Quartz Crystal Microbalance in Aqueous Solution (2009)
  • Author(s): H. Furusawa, T. Ozeki, M. Morita, and Y. Okahata
  • Journal Title: Anal. Chem. 81 Pages: 2268-2273
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Design of Synthetic Polymer Nanoparticles that Capture and Neutralize a Toxic Peptide (2009)
  • Author(s): Y. Hoshino, T. Urakami, T. Kodama, H. Koide, N. Oku, Y. Okahata, and K. J.Shea
  • Journal Title: Small, X 1-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of Premelting on Conductivity of DNA-Lipid Films (2009)
  • Author(s): A. Y. Kasumov, S. Nakamae, M. Cazayous, T. Kawasaki, and Y. Okahata
  • Journal Title: Res. Lett. Nanotech 5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pulsed Ultrasound Effect on DNA Polymerase Reaction monitored on a QCM (2009)
  • Author(s): T. Kawasaki, M. Toyoda, Y. Hoshino, and Y. Okahata
  • Journal Title: Chem. Lett. 38 Pages: 536-537
  • NAID: 10025122665
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pulse Frequency-dependent Regulation of the Lysozyme Reactivity under Pulsed Ultrasound Irradiation (2009)
  • Author(s): T. Kawasaki, M. Toyoda, and Y. Okahata
  • Journal Title: Chem. Lett. 38 Pages: 538-539
  • NAID: 10025122654
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 酵素反応を重さではかる (2009)
  • Author(s): 岡畑恵雄
  • Journal Title: バイオ研究のフロンティア2、酵素・タンパク質をはかる、とらえる、利用する(岡畑恵雄・三原久和(編))(工学図書(株))
• [Journal Article] Direct Monitoring of Allosteric Recognition of Type IIE Restriction Endonuclease EcoRII (2008)
  • Author(s): S.Takahashi, H. Matsuno, H. Furusawa, and Y. Okahata
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 283 Pages: 15023-15030
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Another Binding Route of 70S Ribosomes to Shine-Dargalno Sequences without Required Dissociations (2008)
  • Author(s): S. Takahashi, R. Akita, H. Matsuno, H. Furusawa, Y. Shimizu, T. Ueda, and Y. Okahata
  • Journal Title: ChemBioChem 9 Pages: 870-873
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nanometer-scale Surface Modification by Polymerization of Tetrafluoroethylene on Polymer Substrates in Supercritical Fluoroform (2008)
  • Author(s): T. Mori, K. Imai, M. Hasegawa, and Y. Okahata
  • Journal Title: J. Polym. Sci., Part A, Polym. Chem. Ed. 46 Pages: 1577-1585
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transient Kinetic Studies of Protein Hydrolyses by Endo- and Exo-Proteases on a 27-MHz Quartz-Crystal Microbalance, Org (2008)
  • Author(s): H. Furusawa, H. Takano, and Y. Okahata
  • Journal Title: Biomol. Chem. 6 Pages: 727-731
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transient Kinetic Studies of Exo-protease on a 27-MHz Quartz-Crystal Microbalance : pH-Dependent Hydrolyses of Myoglobin by Carboxypeptidase P (2008)
  • Author(s): H. Furusawa, H. Takano, and Y. Okahata
  • Journal Title: Anal. Chem. 80 Pages: 1005-1011
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Peptide Imprinted Polymer Nanoparticles : A Plastic Antibody (2008)
  • Author(s): Y. Hoshino, T. Kodama, Y. Okahata, and K. J. Shea
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. 130 Pages: 15242-15243
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 成功する「研究の仕方」(3)パソコン活用術「データの共有化が研究の効率性を生み出す」 (2008)
  • Author(s): 岡畑恵雄
  • Journal Title: 化学 63 Pages: 20-21
• [Journal Article] 糖鎖関連酵素のリアルタイムモニタリング (2008)
  • Author(s): 岡畑恵雄
  • Journal Title: FFI ジャーナル(Food & Food Ingredients J., Jpn.) 213 Pages: 653-659
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct Monitoring of Allosteric Recognition of Type HE Restriction Endonuclease EcoRII (2008)
  • Author(s): S. Takahashi, H. Matsuno, H. Furusawa, Y. Okahata
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 283 Pages: 15023-15030
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Another Binding Route of 70S Ribosomes to Shine-Dargalno Sequences without Required Dissociations (2008)
  • Author(s): S. Takahashi, R. Akita, H. Matsuno, H. Furusawa, Y. Shimizu, T. Ueda, Y . Okahata
  • Journal Title: ChemBioChem 9 Pages: 870-873
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nanometer-scale Surface Modification by Polymerization of Tetrafluoroethylene on Polymer Substrates in Supercritical Fluoroform (2008)
  • Author(s): T. Mori, K. Imai, M. Hasegawa, Y. Okahata
  • Journal Title: J. Polym. Sci., Part A, Polym. Chem. Ed. 46 Pages: 1577-1585
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hydration and Energy Dissipation Measurements of Biomolecules on a Piezoelectric Quartz Oscillator by Admittance Analyses (2007)
  • Author(s): T. Ozeki, M. Morita, H. Yoshimine, H. Furusawa, and Y. Okahata
  • Journal Title: Anal. Chem 79 Pages: 79-88
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enzyme Reactions on a 27 MHz Quartz-Crystal Microbalance, Piezoelectric Sensors (2007)
  • Author(s): Y. Okahata, T. Mori, H. Furusawa, and T. Nihira
  • Journal Title: Springer Series on Chemical Sensors and Biosensors, Springer Verlag Pages: 341-369
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Kinetic Analyses of Divalent Cations-dependent EcoRV Digestions on a DNA-immobilized Quartz Crystal Microbalance (2007)
  • Author(s): S. Takahashi, H. Matsuno, H. Furusawa, and Y. Okahata
  • Journal Title: Anal. Biochem 361 Pages: 210-217
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] IgG Binding Kinetics to Oligo B Protein A Domains on Lipid Layers Immobilized on a 27 MHz Quartz-Crystal Microbalance (2007)
  • Author(s): H. Mitomo, H. Shigematsu, E. Kobatake, H. Furusawa, and Y. Okahata
  • Journal Title: J. Mol. Rec. 20 Pages: 83-89
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Monitoring of EcoRV Digestions on a DNA-immobilized Quartz Crystal Microbalance (2007)
  • Author(s): S. Takahashi, H. Matsuno, H. Furusawa, and Y. Okahata
  • Journal Title: Chem. Lett. 36 Pages: 230-231
  • NAID: 10018522312
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct Monitoring of Both Phosphorolysis and Elongation of Amylopectin Catalyzed by Phosphorylase on a 27-MHz Quartz-Crystal Microbalance (2007)
  • Author(s): A. Murakawa, T. Mori, and Y. Okahata
  • Journal Title: Chem. Lett. 36 Pages: 312-313
  • NAID: 10018523023
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Kinetic analysis of the effects of translation enhancers in translation initiation (2007)
  • Author(s): S. Takahashi, H. Furusawa, Y. Shimizu, T. Ueda, and Y. Okahata
  • Journal Title: Nucleic Acids Res. Sympo No. 51 Pages: 45-46
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nanometer-scale Immobilization of Polysaccharide on Hydrophobic Polymer Plates in Supercritical Fluoroform/Water Emulsions (2007)
  • Author(s): T. Mori, Y. Sekine, M. Hasegawa, and Y. Okahata
  • Journal Title: Biomacromolecules 8 Pages: 2815-2820
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 環境ホルモン物質を簡便・迅速に検出するバイオセンサーの開発 (2007)
  • Author(s): 足立 良富、形見 武男、古澤 宏幸、岡畑恵雄
  • Journal Title: 岐阜県生物工学研究所研究報告 1 Pages: 1-7
• [Journal Article] Photochromism and Chirality Propagation of Chromene Amphiphile Aggregates in Aqueous Ethanol Solutions (2007)
  • Author(s): T. Kawasaki, S. Horie, K. Asaoka, Y. Manaka, Y. Yonamine, and Y. Okahata
  • Journal Title: Chem. Lett. 36 Pages: 1048-1049
  • NAID: 10019744500
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Simultaneous Anomalous Reflection and Quartz-Crystal Microbalance Measurements of Proteins Bindings on a Gold Surface (2007)
  • Author(s): Y. Manaka, Y. Kudo, H. Yoshimine, T. Kawasaki, K. Kajikawa, and Y. Okahata
  • Journal Title: Chem. Commun Pages: 3574-3576
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 高分子科学のブレークスルー合成二分子膜(1977年 : 国武豊喜) (2007)
  • Author(s): 岡畑恵雄
  • Journal Title: 高分子 56 Pages: 24-25
• [Journal Article] 水晶発振子を用いた生体分子の水和と粘弾性の定量化 (2007)
  • Author(s): 岡畑恵雄、古澤宏幸
  • Journal Title: 表面科学 28 Pages: 606-609
  • NAID: 10019835694
• [Journal Article] Hydration and Viscocity of polymer Brushes on QCM (2007)
  • Author(s): Y. Okahata
  • Journal Title: 高分子 56,12月号 Pages: 974-974
• [Journal Article] DNAセンサ, 「バイオセンサ・ケミカルセンサ事典」 (2007)
  • Author(s): 岡畑恵雄
  • Journal Title: テクノシステム(軽部征夫監修) Pages: 226-235
• [Journal Article] DNA 配向化二次元フィルムの作成と機能化 (2007)
  • Author(s): 岡畑恵雄、川崎剛美
  • Journal Title: 自己組織化ナノマテリアルーフロントランナー85人が語るナノテクノロジーの潮流(国武豊喜)(フロンティア) Pages: 202-208
• [Journal Article] 水晶発振子を用いた生体分子の水和と粘弾性の定量化 (2007)
  • Author(s): 岡畑恵雄、古澤宏幸
  • Journal Title: バイオプロセスハンドブック (NTS刊) Pages: 389-400
  • NAID: 10019835694
• [Journal Article] 水晶発振子マイクロバランス法 (2007)
  • Author(s): 古澤宏幸、岡畑恵雄
  • Journal Title: 分子間相互作用解析ハンドブック(磯部俊明、中山敬一、伊藤隆司編)(羊土社) Pages: 137-143
• [Journal Article] Hydration and Energy Dissipation Measurements of Biomolecules on a Piezoelectric Quartz Oscillator by Admittance Analyses (2007)
  • Author(s): T. Ozeki, M. Morita, H. Yoshimine, H. Furusawa, and Y. Okahata
  • Journal Title: Anal. Chem. 79 Pages: 79-88
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Kinetic Analyses of Divalent Cations-dependent EcoRV Digestions on a DNA-immobilized Quartz Crystal Microbalance (2007)
  • Author(s): S. Takahashi, H. Matsuno, H. Furusawa, and Y. Okahata
  • Journal Title: Anal. Biochem. 361 Pages: 210-217
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Buffer Solution Can Control the Porosity of DNA-Chitosan Complexes (2006)
  • Author(s): T.Fukushima, T.Hayakawa, K.Okamura, S.Takeda, Y.Inoue, K.Miyazaki, Y.Okahata
  • Journal Title: J. Biome. Mater. Res., Part B, Applied Biomater. 76B Pages: 121-139
• [Journal Article] Antifungalactivity of DNA-lipidcomplexesand DNA-lipid films against candida species (2006)
  • Author(s): Y.Inoue, T.Fukushima, T.Hayakawa, R.Ogura, H.Kaminishi, K.Miyazaki, Y.Okada
  • Journal Title: J. Biomed. Mater. Res., Part A, 76A Pages: 126-132
• [Journal Article] Observation of DNA conformation changes by energy dissipation measurements on a quartz-crystal oscillator (2006)
  • Author(s): H.Furusawa, T.Ozeki, Y.Okahata
  • Journal Title: Nucleic Acids Res. Sympo., No. 50 Pages: 321-322
• [Presentation] DNA修飾を目指した新規アジリジニウム誘導体によるリン酸のエステル化 (2009)
  • Author(s): 藤原由子、与那嶺雄介、川崎剛美、岡畑恵雄
  • Organizer: 第58回高分子年次大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
• [Presentation] 反応性四員環脂質を用いた共有結合型脂質修飾DNAの合成 (2009)
  • Author(s): 与那嶺雄介、川崎剛美、岡畑恵雄
  • Organizer: 第58回高分子年次大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
• [Presentation] アジリジニウム基およびアゼチジニウム基を有した反応性脂質によるDNAリン酸基の化学修飾 (2008)
  • Author(s): 与那嶺雄介、川崎剛美、岡畑恵雄
  • Organizer: 第57回高分子年次大会
  • Place of Presentation: 横浜パシヒコ
• [Presentation] DNA化学修飾をめざしたアジリジニウム誘導体によるリン酸のエステル化 (2008)
  • Author(s): 矢澤健二郎、与那嶺雄介、川崎剛美、岡畑恵雄
  • Organizer: 第88回日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学
• [Presentation] サケ精子由来のDNAから機能性フィルムを作る (2007)
  • Author(s): 岡畑恵雄
  • Organizer: JSTシーズ新技術説明会
  • Place of Presentation: JSTホール
  • Year and Date: 2007-10-18
• [Presentation] DNA配向化フィルムを用いた電子材料・有機EL 素子 (2007)
  • Author(s): 岡畑恵雄
  • Organizer: ナノ・バイオによる新電子材料研究委員会
  • Place of Presentation: 三井業際研究所
  • Year and Date: 2007-06-14
• [Presentation] DNAの配向化フィルムと電子材料への応用 (2007)
  • Author(s): 岡畑恵雄
  • Organizer: 豊かな社会を創造する科学技術シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪国際交流センター
• [Presentation] アゼチジウム誘導体を用いたDNA の化学修飾と機能化 (2007)
  • Author(s): 与那嶺雄介、久永和也、川崎剛美、岡畑恵雄
  • Organizer: 第56回高分子討論会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
• [Presentation] 共有結合型脂質修飾DNA の構造と機能化 (2007)
  • Author(s): 与那嶺雄介、川崎剛美、岡畑恵雄
  • Organizer: 第87回日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 関西大学(千里)
• [Presentation] アゼチジニウム誘導体を用いたリン酸基修飾DNAの調製 (2007)
  • Author(s): 久永和也、与那嶺雄介、川崎剛美、岡畑恵雄
  • Organizer: 第87回日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 関西大学(千里)
• [Presentation] DNA配向化フィルムの作製とその機能化 (2006)
  • Author(s): 岡畑恵雄
  • Organizer: セミナー
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2006-11-29
• [Presentation] 超微量天秤を用いて生体内反応を重さで測る (2006)
  • Author(s): 岡畑恵雄
  • Organizer: 東京医科歯科大学COE21拠点講演会
  • Place of Presentation: 東京医科歯科大学
  • Year and Date: 2006-07-14
• [Presentation] 共有結合型脂質修飾DNAの構造と機能 (2006)
  • Author(s): 与那嶺雄介、五味研二、川崎剛美、岡畑恵雄
  • Organizer: 第55回高分子討論会
  • Place of Presentation: 富山大学
• [Presentation] 共有結合型DNA-脂質複合体の合成と評価 (2006)
  • Author(s): 与那嶺雄介、五味研二、川崎剛美、岡畑恵雄
  • Organizer: 第55回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
• [Book] バイオ研究のフロンティア2、酵素・タンパク質をはかる、とらえる、利用する (2009)
  • Author(s): 岡畑恵雄・三原久和(編)
  • Total Pages: 259
  • Publisher: 工学図書(株)
• [Remarks]
  • URL: http://www.okahata-lab.bio.titech.ac.jp/Okahata_Mori_Lab
• [Remarks]
  • URL: http://www.okahata-lab.bio.titech.ac.jp/