酸化還元メディエータおよび電子伝達プロモータの電極表面過程の分光電気化学的研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06226227
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 仁木 克己 横浜国立大学, 工学部, 教授 (00017899)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今林 慎一郎 横浜国立大学, 工学部, 助手 (50251757) ; 垣内 隆 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (20135552)
• Keywords: 金(111)面 / チオール自己組織膜 / 電子伝達蛋白質 / 紫外・可視反射分光法 / 表面プロズモン分光法 / STM / 酸解離定数

Research Abstract

原子レベルで平滑な金(111)面上に形成した種々のチオール自己組織膜の評価、および、これらチオール膜を介した電子伝達蛋白質の電子移動反応の速度論的研究を行い、以下の成果を得た。
1.オイルレスな環境下、基板を580℃で加熱して金を蒸着し、蒸着後に550℃でアニールすることで、原子レベルで平滑な金(111)面を持つ基板を作成できた。
2.アルカンチオール自己組織膜を介した電子伝達蛋白質(チトクロムc、c3、b5)の電子移動反応のメカニズムを系統的に研究するために、電子伝達蛋白質を静電的に固定化できる種々の鎖長の末端カルボキシルおよび末端アミノアルカンチオールを合成した。これらアルカンチオールの自己組織膜表面での末端官能基の酸解離定数(pKa)は、溶液中のpKaより末端カルボキシル基では大きく、末端アミノ基では小さいことが分かった。
3.多結晶金属電極上に形成した鎖長の異なる末端カルボキシルアルカンチオール自己組織膜を介したチトクロムc、c3の電子移動反応速度と電子移動距離の相関について、紫外・可視反射分光法によって検討した。その結果、鎖長によって異なるトンネル係数が得られた。この理由について現在、検討中である。
4.金基板上に吸着したBis(4-pyridyl) disulfide[PySSPy]および4-Mercaptopyridine[PySH]の自己組織膜の安定性を電気化学測定法およびSTMで測定した結果、PySSPyおよびPySHの1mM水溶液中への基板の浸漬時間が長くなると、吸着したPyS-がピリジンと硫黄に分解することをが示唆された。さらに、表面プラズモン分光法によって測定した自己組織膜の膜厚は、短時間浸漬では1.2nmと見積られたが、長時間浸漬では検出感度以下まで低下し、これら自己組織膜の分解を支持した。

Research Products

• [Publications] Dongbo Zhang: "Electrochemistry ofAdsorbed Cytochrome c3 on Mercury,Glassy Carbon,and Gold Electrodes" Anal.Chem.66. 3873-3881 (1994)
• [Publications] Daisuke Hobara: "Characterization of Cytochrome c Immobilized on Modified Gold an SilverElectrodes by Surface-enhanced Raman Spectroscopy" Colloids and Surfaces. 93. 241-250 (1994)