1997 Fiscal Year Annual Research Report
LB膜を用いたマルチチャンネル型オプティカルセンサによるイオンのパターン認識
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08555209
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
下村 政嗣 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (10136525)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
篠原 悦夫 オリンパス光学工業技術開発本部, 係長(研究職)
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| Keywords | 核酸 / 単分子膜 / 蛍光 / インターカレーション / LB膜 / オプティカルセンサー / ポリイオンコンプレックス / イオンセンサー |
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| Research Abstract |
オプティカルセンサーは、イオン電極やISFETのように電磁気や電極界面のゆらぎなど外場の影響を受けにくいためノイズの少ない安定なセンシングができ、さらに光ファイバーの先端に作製することで微小領域でのセンシングも可能である。一方、Langmuir-Blodgett(LB)膜は分子レベルの超薄膜であり生体膜類似の構造を形成することから、種々のレセプター分子や抗体を安定に取り込むことができイオンや抗原などの化学物質のセンシングを行うための有効なマトリックス膜である。本研究は、センシングの対象とする分子やイオンとの相互作用を膜中に包埋した蛍光プローブの蛍光強度変化として検出し、蛍光応答のパターン認識を行うことで定量分析を行おうとするものである。
すでに年度の研究で、種々の無機イオンを蛍光強度変化のパターン認識によって識別する多チャンネル型オプティカルセンサーの作製を目的として、電位感受性色素を含む二分子膜と、ポリイオンコンプレックス法で作製したLB膜の蛍光応答に対する種々の無機イオン添加効果を検討した。その結果、膜分子の化学構造や添加するイオンの種類によって様々な蛍光応答を示すこと、高分子の構造により同一イオンに対しても応答性がことなること、などが見いだされた。
本年度は、センシングの対象を生体分子、とりわけ核酸類ならびに核酸高分子に絞ってセンサー膜の設計を行った。具体的には、インターカレーションによって著しく蛍光強度が変化することが知られているアクリジンオレンジの長鎖誘導体を含む単分子膜とシングルストランドの核酸高分子からなるポリイオンコンプレックスLB膜を作製した。界面におけるハイブリダイゼーションによって引き起こされるインターカレーションによって蛍光強度が増大することを見いだした。
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[Publications] M.Shimomura 他: "Two-Dimensional DNA-Mimetic Molecular Organizations at the Air-Water Interface." Journal of American Chemical Society. 119. 2341-2342 (1997)
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[Publications] M.shimomura 他: "Mesoscopic Patterns of DNA-Amphiphile Complexes." Reports on Progress in Polymer Physics in Japan. 40. 523-524 (1997)
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[Publications] N.Maruyama, M.Shimomura 他: "Mesoscopic Pattem Formation of Nanostructured Polymer Assemblies." Supramolecular Science. (発表予定). (1998)
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[Publications] F.Nakamura M.Shimomura 他: "Construction of two-dimensional DNA-mimetics.Supramolecular Architecture with Highly Stacked Base-Pairs of Amphiphilic Adenine and Thymine at the Air-Water Interface." Thin Solid Films. (発表予定). (1998)
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[Publications] N.Maruyama, M.Shimomura 他: "2-D Patterns of Molecular Aggregates on Solid Substrates" Thin Solid Films. (発表予定). (1998)
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[Publications] O.Karthaus, M.Shimomura 他: "Formation of Ordered Mesoscopic Patterns in Polymer Cast Films by Dewetting" Thin Solid Films. (発表予定). (1998)
