分子刷り込み型センサ開発にかかわる電極表面修飾の基礎技術の確立

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09555265
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 高木 誠 九州大学, 工学部, 教授 (90037739)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 浅野 泰一 電気化学計器(株), 開発本部, 研究員 ; 田崎 正人 熊本工業大学, 工学部, 助教授 (40112304) ; 中村 成夫 九州大学, 工学部, 助手 (00264078) ; 中野 幸二 九州大学, 工学部, 助教授 (10180324)
• Keywords: 分子刷り込み / センサ / 金電極 / 分子認識 / 高分子膜

Research Abstract

近年、標的分子を選択的に検出するセンサの開発が精力的に行われている。我々はこれまでに「分子刷り込み法」を開発してきたが、この手法をセンサへ応用することに取り組んでいる。
これまでに我々は固体微粒子表面において分子刷り込みを行ってきたが、センサとして応用するためには金電極表面を高分子で修飾し、特異的認識サイトを形成させなければならない。初年度は、標的分子と相互作用可能な官能基および酸化還元活性を有する官能基を含む高分子の合成法と、金電極表面の高分子修飾法の確立を目指した基礎的検討を行った。
高分子合成はアクリル酸とアクリルアミドの共重合により行った。アクリル酸のカルボキシル基はカチオンと静電的に相互作用することが可能であり、アクリルアミドは水素結合によりゲストと相互作用することが可能である。また、アクリル酸とアクリルアミドの比を変化させることにより、様々な性質のポリマーを得ることができる。金電極表面の修飾は金-硫黄結合を利用するが、高分子による修飾には、(1)チオール基をもつ重合性モノマーで金電極表面をあらかじめ修飾した後、アクリル酸/アクリルアミドと共重合させる、(2)アクリル酸/アクリルアミドの共重合ポリマーをあらかじめ合成し、カルボキシル基の一部をチオール基で修飾した後、金電極に吸着させる、の2通りの方法を試みた。これらの電極修飾膜の評価にはCV、QCMおよびFT-IRを用い、(2)の方法が有用であることが示された。
また、酸化還元活性を有するモノマーとして、フェロセンを含む化合物を合成した。具体的には、フェロセニルメチルトリメチルアンモニウムを出発原料とし、ガブリエル法によりN-(フェロセニルメチル)アクリルアミドを得た。

Research Products

• [Publications] 中野 幸二: "自己組織化単分子膜による化学修飾電極" 日本接着学会誌. 33・6. 240-247 (1997)
• [Publications] Toshihiro Ihara: "Gene Sensor Using Ferrocenyl Oligonucleotide" J.Chem.Soc.,Chem.Commun.17. 1609-1610 (1997)
• [Publications] Koji Nakano: "Bioaffinity Sensor Using Oligonucleotide-Modified Au Electrode" Aual.Sci.13. 455-456 (1997)