1998 Fiscal Year Annual Research Report

分子認識機能界面とセンシング

Research Project

Project/Area Number	09237106
Research Institution	Kumamoto University
Principal Investigator	谷口功熊本大学, 工学部, 教授 (90112391)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	末永智一東北大学, 大学院理工学研究科, 助教授 (70173797) 佐々木陽一北海道大学, 大学院理学研究科, 教授 (30004500) 山添昇九州大学, 大学院総合理工学研究科, 教授 (40037817)
Keywords	分子認識 / センシング / 構造規制界面 / 電極反応 / 電子移動 / 無機・有機複合界面 / 生体機能界面 / 固体型センサ
Research Abstract	本研究では、新しいセンシング機能界面の創製を一目指して、1)制御無機・有機複合化界面の創製、2)酵素モデル構造性金属錯体等を用いた生体機能界面の構築、3)無機固体界面を用いたガスセンサ機能界面の構築、などの研究を進め、以下のような研究成果を得た。 1. 制御無機・有機複合化界面での分子認識機能の発現に関して、チオール系分子による機能界面の例として、シトクロムcの電極反応に対する明確な界面構造依存性を明らかにした。また、電極表面の修飾分子の構造を高解像度のSTM測定結果や表面赤外分光測定から分子レベルで明らかにした。さらに、チオール分子による機能界面形成時に硫化物イオンが極微量存在するだけで修飾電極表面は複雑になることを明らかにするとともに、修飾界面の構造を予測するための判断基準を提唱した。 2. 生体機能界面の創製と応用において、酵素(ヘムエリトリン)機能を有する多電子移動型構造を持った鉄二核錯体の電極上への固定化に成功し、従来不可能であった水溶液中での測定を可能とし、物理化学的に特徴ある性質を明らかにした。また、人工生体機能プロモーター及び関連分子の修飾電極界面の分子レベルでの高分解能構造解析にも成功した。さらに、単一細胞レベルではじめて細胞膜の分子及びイオン透過挙動を電気化学的に解析が可能であることも実証された。 3. 高選択制・無機固体型センサ機能界面の創製に関して、半導体型ガスセンサの高感度化のための新しい水熱処理法の開発、すなわち、酸化スズゾル粒子の分散性を制御してメソポア構造の制御によりセンサ感度を一桁向上できた。また、100ppmレベルの二酸化炭素測定用の高耐湿性・低温動作機能を持つ固体電解質型ガスセンサを開発し、選択性発現のための界面構造を明らかにした。これらの研究は、いずれも新しい機能材料・機能素子創出の基礎の確立に大きく寄与するものである。

Research Products
(24 results)

All Other

All Publications (24 results)

[Publications] Sawaguchi,T.: "Direct Observation of 4-Mercaptopyridine and Bids(4-pyridyI)disulfide Monolayyers on Au(111) in Perchloric Acid Solution Using In situ Scanning Tunneling Microscopy" Langmuir. 14,. 3565-3569 (1998)
[Publications] MIE,Y.: "Electrochemisry of myoglobins reconstituted with azahemes and mesohemes" Biolectrochem.Bioenerg.,. 46. 175-184 (1998)
[Publications] NISHIYAMA,K.: " Reductive Degradation of a [2Fe-2S] Cluster of Chlorella Ferredoxin Studied by Circular Dichroism Spectroscopy" Chem.Lett.,. 155-156 (1999)
[Publications] TANIGUCHI,I.: "Electroanalytical chemistry of myoglobin with modification of distal histidine by cyanated imidazole" J.Electroanal.Chem.,. (in press). (1999)
[Publications] TANIGUCHI,I.: "Electrochemical study on competitive adsorption of pyridinethiol with sulfide onto Au(111) surfaces" J.Electroanal.Chem.,. (in press). (1999)
[Publications] UEMURA,S.: "In situ STM visualization of Fullerlene Epitaxial Adlayers on Au(111) Surface Prepared by the Transfer of Langmuir Films" Chem.Lett.,. (in press). (1999)
[Publications] YAMAZOE,Noboru: "Potentionmetric Gas Sensors for Oxidic Gases" Journal of Electroceramics,. 2(4). 243-255 (1998)
[Publications] 三浦,則雄: "酸化物半導体ガスセンサと食品品質管理" 食品工場長. 1998・6. 12-14 (1998)
[Publications] 山添,昇: "環境ガスセンサ研究の最近の動向" 電気学会論文誌E,. 11・2. 60-63 (1998)
[Publications] YAMAZOE,Noboru: "Hydrothermal treatment of tin oxide sol solution for preparation of thin-films sensor with enhanced thermal stability and gas sensitivity" Sensors and Actuators B,. (in press). (1999)
[Publications] XU,L.: "Syntheses,Structures and Fluctional Behavior of Tricarbonyl Mo(0)snd Trioxo Mo(VI)Complexes of Tris(2-pyridylmethl)amine with One Free Arm" Chem.Lett.,. No.2,. 163-164 (1999)
[Publications] UMAKOSHI,K.: "Synthesis and Redox Properties of Amino Acid-Bridged Dinuclear Iron(III)Complexes" Bull.Chem.Soc.Jpn.,. 72(3)(in press). (1999)
[Publications] YOSHIMURA,T.: "Structural and Kinetic Study on the Ligand Rearrangement Reaction of 2-Aminomethylpyridine on a Di(μ-acetato)dirhodium(II) Center" Chem.Lett.,. No.3(in press). (1999)
[Publications] Xu,L.: "[Ru(CO)(O_2CMe)(tpa)]ClO_4・C_6H_5Me(tpa = tris(2-pyridylmethyl)amine),the First Ruthenium Carbonyl Complex of tpa" Inorg.Chem.Commun.,. (in press). (1999)
[Publications] INOMATA,T.: "Interaction of Some Lewis Acids with the Oxo-bridge of(μ-Oxo)di(μ-acetato)diruthenium(III,III) Complexes and Their Electrochemical Consequence" Electrochem.,. 67(5)(in press). (1999)
[Publications] XU,L.: "Syntheses and Characterization of a Series of Carbonyl Carboxylator uthenium(I) and (II) Complexes Containing Pyridyl Ligands" J.Organomet.Chem.,. (in press). (1999)
[Publications] YASUKAWA,T.: "Permeation of Redox Species Through a Cell Membrane of a Single,Living Algal Protoplast Studied by Microamperometry" Biochim.Biophys.Acta,. 1369. 152-158 (1998)
[Publications] YASUKAWA,T.: "Microamperomeltic Detemination of Photosynthtic Oxygen Generation from a Single Protoplast" Denki Kagaku,. 66. 660-661 (1998)
[Publications] 末永,智一: "マイクロ電極システムを用いた細胞操作とセンシング" 応用物理,. 67. 314-317 (1998)
[Publications] YASUKAWA,T.: "Microamperometric Measurements of PhotosyntheticActivity in a Single Algal Protoplast" Biophys.J.,. 76. 1129-1135 (1999)
[Publications] HAWKRIDGE,F.M.: ""Electrochemistry of Heme Proteins",Prophyrines,ed.by K.Kadish" Academic Press,New York,(in press), (1999)
[Publications] 谷口,功: "「生体分子機能電極界面の構築とセンシング-生物電気化学の新しい展開-」第11回分析化学フォーラム -極微分析法の最前線- 資料" 日本分析化学界, 42-51 (1999)
[Publications] 三浦,則雄: "食品の品質管理用酸化物半導体においセンサ「半導体セラミックス」" 264-275 (1998)
[Publications] SIMADA,K.: ""reagents for Electrochemical Detections",Modern Derivatization Method for Separation Sciences,ed.T.Tovooka." John Wiley & Sons,Chapter 5, (1999)

1998 Fiscal Year Annual Research Report

分子認識機能界面とセンシング

Principal Investigator

谷口 功 熊本大学, 工学部, 教授 (90112391)

Research Products

[Publications] Sawaguchi,T.: "Direct Observation of 4-Mercaptopyridine and Bids(4-pyridyI)disulfide Monolayyers on Au(111) in Perchloric Acid Solution Using In situ Scanning Tunneling Microscopy" Langmuir. 14,. 3565-3569 (1998)

[Publications] MIE,Y.: "Electrochemisry of myoglobins reconstituted with azahemes and mesohemes" Biolectrochem.Bioenerg.,. 46. 175-184 (1998)

[Publications] NISHIYAMA,K.: " Reductive Degradation of a [2Fe-2S] Cluster of Chlorella Ferredoxin Studied by Circular Dichroism Spectroscopy" Chem.Lett.,. 155-156 (1999)

[Publications] TANIGUCHI,I.: "Electroanalytical chemistry of myoglobin with modification of distal histidine by cyanated imidazole" J.Electroanal.Chem.,. (in press). (1999)

[Publications] TANIGUCHI,I.: "Electrochemical study on competitive adsorption of pyridinethiol with sulfide onto Au(111) surfaces" J.Electroanal.Chem.,. (in press). (1999)

[Publications] UEMURA,S.: "In situ STM visualization of Fullerlene Epitaxial Adlayers on Au(111) Surface Prepared by the Transfer of Langmuir Films" Chem.Lett.,. (in press). (1999)

[Publications] YAMAZOE,Noboru: "Potentionmetric Gas Sensors for Oxidic Gases" Journal of Electroceramics,. 2(4). 243-255 (1998)

[Publications] 三浦,則雄: "酸化物半導体ガスセンサと食品品質管理" 食品工場長. 1998・6. 12-14 (1998)

[Publications] 山添,昇: "環境ガスセンサ研究の最近の動向" 電気学会論文誌E,. 11・2. 60-63 (1998)

[Publications] YAMAZOE,Noboru: "Hydrothermal treatment of tin oxide sol solution for preparation of thin-films sensor with enhanced thermal stability and gas sensitivity" Sensors and Actuators B,. (in press). (1999)

[Publications] XU,L.: "Syntheses,Structures and Fluctional Behavior of Tricarbonyl Mo(0)snd Trioxo Mo(VI)Complexes of Tris(2-pyridylmethl)amine with One Free Arm" Chem.Lett.,. No.2,. 163-164 (1999)

[Publications] UMAKOSHI,K.: "Synthesis and Redox Properties of Amino Acid-Bridged Dinuclear Iron(III)Complexes" Bull.Chem.Soc.Jpn.,. 72(3)(in press). (1999)

[Publications] YOSHIMURA,T.: "Structural and Kinetic Study on the Ligand Rearrangement Reaction of 2-Aminomethylpyridine on a Di(μ-acetato)dirhodium(II) Center" Chem.Lett.,. No.3(in press). (1999)

[Publications] Xu,L.: "[Ru(CO)(O_2CMe)(tpa)]ClO_4・C_6H_5Me(tpa = tris(2-pyridylmethyl)amine),the First Ruthenium Carbonyl Complex of tpa" Inorg.Chem.Commun.,. (in press). (1999)

[Publications] INOMATA,T.: "Interaction of Some Lewis Acids with the Oxo-bridge of(μ-Oxo)di(μ-acetato)diruthenium(III,III) Complexes and Their Electrochemical Consequence" Electrochem.,. 67(5)(in press). (1999)

[Publications] XU,L.: "Syntheses and Characterization of a Series of Carbonyl Carboxylator uthenium(I) and (II) Complexes Containing Pyridyl Ligands" J.Organomet.Chem.,. (in press). (1999)

[Publications] YASUKAWA,T.: "Permeation of Redox Species Through a Cell Membrane of a Single,Living Algal Protoplast Studied by Microamperometry" Biochim.Biophys.Acta,. 1369. 152-158 (1998)

[Publications] YASUKAWA,T.: "Microamperomeltic Detemination of Photosynthtic Oxygen Generation from a Single Protoplast" Denki Kagaku,. 66. 660-661 (1998)

[Publications] 末永,智一: "マイクロ電極システムを用いた細胞操作とセンシング" 応用物理,. 67. 314-317 (1998)

[Publications] YASUKAWA,T.: "Microamperometric Measurements of PhotosyntheticActivity in a Single Algal Protoplast" Biophys.J.,. 76. 1129-1135 (1999)

[Publications] HAWKRIDGE,F.M.: ""Electrochemistry of Heme Proteins",Prophyrines,ed.by K.Kadish" Academic Press,New York,(in press), (1999)

[Publications] 谷口,功: "「生体分子機能電極界面の構築とセンシング-生物電気化学の新しい展開-」第11回分析化学フォーラム -極微分析法の最前線- 資料" 日本分析化学界, 42-51 (1999)

[Publications] 三浦,則雄: "食品の品質管理用酸化物半導体においセンサ「半導体セラミックス」" 264-275 (1998)

[Publications] SIMADA,K.: ""reagents for Electrochemical Detections",Modern Derivatization Method for Separation Sciences,ed.T.Tovooka." John Wiley & Sons,Chapter 5, (1999)

谷口功熊本大学, 工学部, 教授 (90112391)