分子刷り込み型センサー開発にかかわる電極表面修飾の基礎技術の確立

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09555265
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 高木 誠 九州大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90037739)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 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, 大学院・工学研究科, 助手 (00264078) ; 中野 幸二 九州大学, 大学院・工学研究科, 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。
前年度に引き続き、金電極表面の高分子修飾を試みた。金電極固定化可能な開始剤をデザインし合成したが、金電極上で光照射によりラジカル重合を開始させるに至らなかった。これは金電極に開始剤がうまく固定化されていない可能性と、重合が進むにつれてポリマーが金電極からはずれやすくなった可能性がある。
また電極表面修飾に関して、アルカンセレノールからの自己組識化単分子膜の形成と修飾電極の電気化学特性についても検討した。これは現象として世界で二番目の研究であり、電気化学的なキャラクタリゼーションという点では他に報告例がない。またそれらを通じ、アルカンセレノールが対応するチオールよりも強固に吸着することが分かった。これは、セレンは硫黄よりもソフトな配位子であり、金や銀などのクラスB金属との親和性が高いためと理解される。
一方、我々は分子刷り込みを用いた膜電極型イオンセンサへの応用を考案した。まず膜中で組織化可能な機能性モノマーをデザイン、合成した。この機能性モノマーと無機および有機アニオンとで塩を作り、架橋剤、ラジカル開始剤、水素結合性モノマーと混合し、高分子膜にしみ込ませ重合した。この分子刷り込み膜をイオン感応膜として電極を作成し、そのイオン応答を調べた。このような「その場重合による膜電極」を作成した例はこれまでになく、イオン選択性電極の作成に新しい道を拓くものと思われる。またこの手法は原理的にあらゆる種類のイオンに応用可能である。

Research Products

• [Publications] S.Nakamura: "Molecularly Imprinted Resin for Recognition of Amino Acids Using Self-Assembly at o/w Interface"Transaction of Materials Research Society of Japan. 24(3). 453-456 (1999)
• [Publications] K.Nakano: "Calix[n]arenes Provided with Thiols for Modified Electrode Applications; Ring-Size Deperdent Voltammetric Behavior Toward Ferrocene Derivative"Chemistry Letters. (1). 60-61 (2000)
• [Publications] K.Nakano: "Salf-Assembled Monolayer Formation from Decaneselenol on Polycrystalline Gold as Characterizied by Electrochemical Neasurements, QCM,XPS and IR Spectroscopy"Langmuir. in press.
• [Publications] M.Tazaki: "Synthesis of Extra Pure II-Amino-I-undecanethiol Hydrochloride"Sulfur Letters. in press.