2017 Fiscal Year Annual Research Report
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16J08092
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
南木 創 東京大学, 生産技術研究所 物質・環境系部門, 特別研究員(PD) (40793980)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2018-03-31
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| Keywords | 有機トランジスタ / 自己組織化単分子膜 / 分子認識 / 化学センサ / 電解質ゲート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度は，前年度までに得られた知見を拡充することで，有機トランジスタ型センサの高感度化および新規デバイス構造の検討をおこなった。
1) 高感度タンパク質センサデバイスの検討：前年度までに，分子認識部位となる単分子膜 (SAM) の高次構造がデバイスの検出能に依存することを見出している。そこで本年度は，本アプローチに基づきタンパク質の高感度検出に取り組んだ。モデル標的種に設定したアルブミンは，ヒスチジン残基が比較的連続した部位が存在することから，ヒスチジンへの結合能が知られる金属錯体を末端に擁するSAMを用いてセンサを構築した。滴定実験の結果，既存法に匹敵するpMオーダーのアルブミン検出を達成した。これは，SAM分子の適切なスペーサー部位に起因して，金属錯体末端がタンパク質中のヒスチジンに結合しやすいSAMの高次構造が発現したことに由来すると考えられる。すなわち，SAMの高次構造制御が様々な分子サイズの標的に対して有用であることを示唆しており，センサデバイスの高性能化に向けた重要な知見といえる。
2) 電解質ゲート型有機トランジスタの検討：有機トランジスタの更なる信頼性向上を目指し，低電圧駆動化・集積化に取り組んだ。電解質ゲート構造では，電極/電解質界面の極近傍領域に形成される電気二重層 (EDL) に由来した超強電界によりデバイスが制御される。当該構造に基づき，電解質水溶液を適用した有機トランジスタにおいてデバイスの超低電圧駆動化 (< 0.5 V) を達成した。更に，分子認識性官能基を有する半導体材料を用いることで，水溶液と半導体の接触界面に電荷変調機構を直接導入することに成功した。このことから，電解質ゲート型構造の採用とボトムアップ的な電荷変調機構の導入が，有機トランジスタ型化学センサの低電圧化および高集積化において有用であることを実証した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
受賞等：“The TOP3 paper most cited during 2016 in each category”（日本分析化学会，2017年6月）
報道等：“Cover Profile”, ChemstryOpen誌 Volume 6, Issue 4, p.455 (2017年7月掲載)
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