長鎖DNAを用いた一次元量子ナノドットワイヤーの創成と光機能の評価

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15033205
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 山口 央 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10359531)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寺前 紀夫 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70114569)
• Keywords: 超分子化学 / 自己組織化 / ナノ材料 / 表面・界面物性 / 量子ドット

Research Abstract

本研究では,クエン酸還元法により直径が10nmの金ナノ微粒子を合成し,金-チオール結合によりグルタチオンを微粒子表面に固定化した。グルタチオンはDTNBを用いた比色法により決定し。作製したグルタチオン修飾金ナノ微粒子(Gu-AuNP)溶液に種々のアルカリ土類金属イオンを添加した際の吸収スペクトルを測定したところ,グルタチオン-アルカリ土類金属イオン間の錯形球に起因する微粒子凝集によって吸収極大波長がレッドシフトすることが観測された。また,微粒子表面におけるグルタチオン-アルカリ土類金属イオン間の錯形成の定量的な評価を行い,特にマグネシウムイオンを用いた場合,溶液中において微粒子分散状態で錯形成による表面電荷の制御が可能であることが示された。
以上,得られた知見を基に,長鎖DNAを用いたGu-AuNPの一次元配列構造の創製を試みた。Gu-AuNP,マグネシウムイオン,λDNAを混合した溶液を調整し,溶液内で形成したGu-AuNPとλDNAの複合体をTEMグリッド上に移し取り,TEM測定を行ったところ,一次元に配列したGu-AuNPが観測された。マグネシウムイオンおよびλDNA非添加時には配列構造が観測されない。従って,マグネシウムイオン-グルタチオンの錯形成により表面電荷が正となったGu-AuNPがポリアニオンであるλDNAと静電的相互作用により一次元方向に配列したと考えられる。
また,アルカリ土類金属以外の遷移金属あるいは希土類金属についても錯形球を利用したGu-AuNPとλDNAの複合体形成について検討を行い,きれいな一次元ではないものの複合体形成が可能であることを確認した。

Research Products

• [Publications] A.Yamaguchi, Ryo Kato, Seiichi Nishizawa, Norio Teramae: "Anion Recognition at the Solid/Liquid Interface as Studied by Second Harmonic Generation Spectroscopy"Chemistry Letters. 32・9. 798-799 (2004)
• [Publications] K.Morita, A.Yamaguchi, N.Teramae: "Electrochemical Modification of Benzo-15-Crown-5 Ether on a Glassy Carbon Electrode for Alkali Metal Cation Recognition"Journal of Electroanalytical Chemistr.. 563・2. 249-255 (2004)