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2008 Fiscal Year Annual Research Report

スラブ光導波路分光法を用いたタンパク質の電子移動反応のその場測定

Research Project

Project/Area Number 20310065
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

松田 直樹  National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 生産計測技術研究センター, 研究員 (10344219)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 二又 政之  国立大学法人埼玉大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (20344161)
Keywordsスラブ光導波路分光法 / タンパク質 / 電子移動反応 / 固液界面 / 紫外可視吸収スペクトル / 吸着過程 / ITO電極 / 速度論
Research Abstract

本研究の目的は、固液界面に固定化したタンパク質の電気化学的活性を簡便に計測する手法を開発するとともに、界面に固定化したタンパク質を利用した新規なセンサー等のデバイス開発の指針を得ることである。そのためスラブ光導波路(SOWG)分光法を用いて紫外-可視域の時間分解吸収スペクトルのその場測定を行い、ヘモグロビン等のタンパク質のITO電極上に対する吸着過程を観察し、ITO電極とタンパク質間の電子移動反応を検討する。
平成20年度の主な研究成果は以下の通りである。ITO-SOWG分光法の高感度化や最適化を達成し、単分子層の1/10の表面被覆率でも350〜800nmの波長範囲で1ミリ秒以下程度の時間分解能の吸収スペクトル測定を行うことが可能なITO-SOWG分光装置を開発した。現在確認した限り、本装置では0.6ミリ秒の時間分解能で最大1,000枚の吸収スペクトルを測定することが可能であり、1秒以内の吸着過程や電子移動反応の速度論的考察が可能となった。1ミリ秒以下毎にSOWGセルに対する試料溶液の導入方法を検討し直すとともに、今後、ITO電極の電位を変化させて同様の測定を行いタンパク質の吸着反応のパラメータの電位依存性を検討する予定である。また、タンパク質やアミノ酸の吸着特性を、基板の表面電荷により制御するために、電気化学セルを形成し、表面増強ラマン・近接場ラマン分光により検討した。その結果、ローダミン色素や有機単分子膜のほか各種アミノ酸を、ITO系基板に強く吸着させ、その電位依存性を超高感度・超解像ラマンスペクトル測定により明らかにした。

  • Research Products

    (21 results)

All 2009 2008

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (17 results)

  • [Journal Article] A Novel Biofuel Cell Based on Direct Electron Transfer Utilizing Enzymatic Activity of Hemoglobin at Indium-Tin-Oxide Electrodes in Cathodic Process2009

    • Author(s)
      Yusuke Ayato, Naoki Matsuda
    • Journal Title

      Chemistry Letters 38

      Pages: 504-505

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In Situ Observation of Electrochemical Activity and Time Dependent Characteristics of Cytochrome c at Bare Indium-Tin-Oxide Electrodes by Voltammetry and Slab Optical Waveguide Spectroscopy2008

    • Author(s)
      Yusuke Ayato, Akiko Takatsu, Kenji Kato, Naoki Matsuda
    • Journal Title

      IEICE Transaction Electronics E91-C

      Pages: 1899-1904

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] LSP spectral changes correlating with SERS activation and quenching for R6G on immobilized Ag nanoparticles2008

    • Author(s)
      Masayuki Futamata, Yoshihiro Maruyama
    • Journal Title

      Applied Physics B93

      Pages: 117-130

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article]2008

    • Author(s)
      二又政之
    • Journal Title

      07ICO3/ナノテクノロジー分野 科学技術・研究開発の国際比較 2008年度版(科学技術振興機構(JST))

      Pages: 103-104, 110

  • [Presentation] 表面増強ラマン散乱:アニオンによる電子移動相互作用の活性化2009

    • Author(s)
      丸山芳弘, 二又政之
    • Organizer
      2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2009-03-30
  • [Presentation] 固液界面のチップ増強ラマン散乱(TERS)2009

    • Author(s)
      高橋賢, 二又政之
    • Organizer
      2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2009-03-30
  • [Presentation] SERS化学的増強におけるアニオンの役割2009

    • Author(s)
      二又政之, 丸山芳弘
    • Organizer
      第7回プラズモニクス研究会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Year and Date
      2009-03-06
  • [Presentation] SERS化学的増強におけるアニオン効果2009

    • Author(s)
      丸山芳弘, 二又政之
    • Organizer
      文科省科研費特定領域「光-分子強結合場」第4回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2009-01-24
  • [Presentation] Comparison of activity of hemoglobin and cytochrome c on solid/liquid interfaces : in situ observation by slab optical waveguide spectroscopy2009

    • Author(s)
      Naoki Matsuda, Yusuke Ayato, Akiko Takatsu, Kenji Kato
    • Organizer
      Ninth International Symposium on Biomimetic Materials Processing (BMMP-9)
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2009-01-20
  • [Presentation] In situ observation of solid/liquid interfaces by slab optical waveguide spectroscopy2008

    • Author(s)
      Naoki Matauda
    • Organizer
      IUMRS-ICA2008
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2008-12-12
  • [Presentation] SERS:化学的増強機構におけるアニオンによる活性化2008

    • Author(s)
      丸山芳弘, 二又政之
    • Organizer
      分光学会表面・界面高感度分光部会第1回シンポジウム
    • Place of Presentation
      産総研つくばセンター
    • Year and Date
      2008-12-05
  • [Presentation] スラブ光導波路分光法を用いた固液界面における紫外可視吸収スペクトルのその場観察2008

    • Author(s)
      松田直樹
    • Organizer
      2008年10月度M&M研究会
    • Place of Presentation
      鳥栖メッセ
    • Year and Date
      2008-10-24
  • [Presentation] スラブ光導波路分光法を用いた固液界面における吸収スペクトルのその場測定とセンサーへの応用2008

    • Author(s)
      松田直樹
    • Organizer
      第13回POC研究会
    • Place of Presentation
      日本ペイント本社
    • Year and Date
      2008-10-16
  • [Presentation] In situ observation of absorption spectra of proteins adsorbed on solid/liquid interfaces by slab optical waveguide spectroscopy2008

    • Author(s)
      Naoki Matsuda
    • Organizer
      The 8th International Discussion & Conference on Nano Interface Controlled Electronic Devices (IDC-NICE 2008)
    • Place of Presentation
      POSTECH(大韓民国)
    • Year and Date
      2008-10-15
  • [Presentation] Measurement of Potential-current relation with respect to the electrode arrangement in solution plasma2008

    • Author(s)
      Naoki Matsuda, Yusuke Ayato, Tatsuro Nakashima
    • Organizer
      9th Asia-Pacific Conference on Plasma Science and Technology (APCPST) and 21st Symposium on Plasma Science for Materials (SPSM)
    • Place of Presentation
      黄山国際ホテル(中華人民共和国)
    • Year and Date
      2008-10-10
  • [Presentation] ITO電極/溶液界面のスラブ光導波路分光法によるその場観察2008

    • Author(s)
      松田直樹, 綾戸勇輔
    • Organizer
      電子情報通信学会08年ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      明治大学
    • Year and Date
      2008-09-18
  • [Presentation] Anion-induced activation or quenching of SERS signal from R6G on immobilized Ag nanoparticles2008

    • Author(s)
      M. Futamata, Y. Maruyama
    • Organizer
      ICORS XXI
    • Place of Presentation
      Brunel Univ., London (英国)
    • Year and Date
      2008-08-18
  • [Presentation] Fabrication of SERS substrates using EBL or nanosphere overlayer method2008

    • Author(s)
      M. Futamata, D-G. Kim, Y. Maruyama
    • Organizer
      ICORS XXI
    • Place of Presentation
      Brunel Univ., London (英国)
    • Year and Date
      2008-08-18
  • [Presentation] In Situ Observation、Adsorption Process、Functions、Proteins、ITO Electrodes、Electrode/electrolyte Interfaces、Slab Optical Waveguide Spectroscopy2008

    • Author(s)
      Naoki Matsuda
    • Organizer
      第5回国際及び第7回日中合同熱測定シンポジウム(CATS2008)
    • Place of Presentation
      中国科学院大連化学物理研究所(中華人民共和国)
    • Year and Date
      2008-05-20
  • [Presentation] スラブ光導波路分光法を用いた固液界面における吸収スペクトルの高感度その場測定2008

    • Author(s)
      松田直樹
    • Organizer
      フォトニクス・フォーラム
    • Place of Presentation
      豊田中研
    • Year and Date
      2008-05-16
  • [Presentation] アニオン添加による銀ナノ粒子表面とSERS活性の変化2008

    • Author(s)
      丸山芳弘, 二又政之
    • Organizer
      ナノ学会第6回大会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2008-05-08

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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