2016 Fiscal Year Annual Research Report
Position-controlled graphene with high quality and glycan-functionalized graphene devices for influenza virus
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15H03986
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
前橋 兼三 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40229323)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大野 恭秀 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (90362623)
金井 康 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (30721310)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | マイクロ・ナノデバイス / ナノ材料 / グラフェン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、第1に核形成位置制御法による高性能グラフェンデバイスのアレイ構造を作製する。これは、結晶粒界を有しないグラフェンチャネルを合成することにより高性能デバイスを作製するである。次に、糖鎖プローブをグラフェンチャネル上に修飾することにより、インフルエンザウイルス高感度検出システムを創生することである。
前年度は、フォトリソグラフィと酸化銅のウェットエッチングを用いて、300°Cで酸化した銅酸化層から金属銅が露出したマイクロパターンを作製する事により、核形成位置制御法を用いてグラフェンの位置選択的な成長を行うことが可能となった。しかしながら、パターン内には結晶核が多く、結晶バウンダリーが多数存在するため、結晶性が良好ではない。そのため、パターンサイズを変化させることで、内部にある結晶数の制御を試みた。パターンサイズを200から5ミクロンまで変化させると、パターン内の結晶数が減少し、75 ミクロンパターン内では結晶数が一個程度になることが明らかになった。
グラフェンデバイスを用いて、ウイルスを検出する為には、グラフェン表面を糖鎖アレイで修飾する必要がある。そのため、1ピレンブタン酸スクシンイミジルエステルを用いて糖鎖プローブをグラフェンへ結合可能な誘導体化を行い、アプタマーや抗体と同様にアミド結合で糖鎖プローブをグラフェン表面へ修飾するプロセスを開発した。その結果、検出選択性を示すヒト型および鳥型プローブ糖鎖修飾グラフェンを作成可能であることを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
銅酸化層から金属銅が露出したマイクロパターンを作製する事により、核形成位置制御法を用いてグラフェンの位置選択的な成長を行うことが可能となった。次に、そのパターンサイズを変化させることで、内部にある結晶数の制御を行う事ができた。さらに、1ピレンブタン酸スクシンイミジルエステルを用いて糖鎖プローブをグラフェンへ結合可能な誘導体化を行い、アプタマーや抗体と同様にアミド結合で糖鎖プローブをグラフェン表面へ修飾するプロセスを開発した。そのため、おおむね順調であると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、グラフェン成長時間を増加させることにより、グラフェンの面積をデバイスのチャネル程度に増加させ、その膜をラマン散乱分光および電気的測定を行う。さらに、シアロ糖鎖と特異的な結合を示すタンパク質であるレクチンを用いて、ヒト型および鳥型プローブ糖鎖修飾グラフェンを作製し、検出選択性を検討する。
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[Presentation] Developments of the nano-carbon bio sensors using glycan for influenza virus2016
Author(s)
Toshio Kawahara, Hiroaki Hiramatsu, Yasuo Suzuki, Shinichi Nakakita, Yasuhide Ohno, Kenzo Maehashi, Kazuhiko Matsumoto, Kazumasa Okamoto, Teruaki Matsuba, and Risa Utsunomiya
Organizer
13th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
Int'l Joint Research
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