2022 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding of signal transduction via peptides at the interface of cells and nanomaterials
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20H02564
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
早水 裕平 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (80443216)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金蔵 孝介 東京医科大学, 医学部, 准教授 (10508568)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 2次元ナノ材料 / 自己組織化 / ペプチド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
MoS2ナノシートの光・電子物性を利用し、細胞活動による単層MoS2ナノシートからの局所的な発光特性の変化から細胞の活動をリアルタイムで観測可能な新規計測系を確立し、界面特有の電子状態の経時的な変化を測定することに成功した。具体的には、MoS2ナノシートの界面状態の測定には、トランジスタ構造のMoS2を用いて電気伝導計測と顕微分光計測を組み合わせた新たな測定系を作製し、電気化学的な界面状態をリアルタイムに溶液中で測定することに成功した。
MoS2の表面で規則正しい構造を自己組織的に形成するペプチドを新たに設計し、簡便にMoS2の表面に分子修飾を行った。これを用いたナノシート・センサーの特性解析結果から、ペプチドはナノシートの本来の半導体特性を維持したまま電子移動度を低減させることなく表面修飾に成功していることが分かった。加えて、MoS2の光物性もペプチドによって制御できることを証明し、バイオセンサーの実証実験では、1 fM（フェムト・モラー）の低濃度タンパク質を高感度で検出することにも成功した。
さらに、MoS2ナノシートに細胞を直接接着させて、MoS2トランジスタ構造に印可するゲート電圧刺激後の発行イメージングを行った。これにより、経時的に細胞接着面の形状に則して、MoS2の発光強度の強い部分が移動すること観察することに成功した。
これにより、電気と光を組み合わせたＭｏＳ２を用いたセンシング機構の構築が実証され、センシング対象を多次元的に分析することが可能となった。いまだ、発光強度の刑事変化に関する明確なモデルは立てられていないが、ナノ材料界面の特性を利用したこれまでにないセンサーの開発が期待される。
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| Research Progress Status |
令和4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 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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