2021 Fiscal Year Research-status Report
自己組織化単分子膜による固液界面への機能性分子固定化方法の開発
| Project/Area Number |
20K05251
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
中野 美紀 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20415722)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 直樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 上級主任研究員 (10344219)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 吸着 / タンパク質 / 表面、界面 / 自己組織化単分子膜 / 固定化 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では固体表面と水溶液からなる固液界面に自己組織化単分子膜(SAM)を種々の条件で形成させ、タンパク質等の機能性分子の固定を行う。機能性タンパク質であるチトクロームc（Cytc）は可視域に強い吸収スペクトルを示し、酸化還元反応及びそれに伴う吸収スペクトル変化を示すため、試料として用いた。また固液界面自動洗浄機構はセル内の溶液の自動交換により、固液界面に吸着させた分子の脱離を促す。この装置とスラブ光導波路（SOWG）分光法を組み合わせ、脱離に伴って得られるタンパク質吸収バンド（CytcのSoret帯）ピーク位置における吸光度減少曲線を簡単な関数で相関する事で、最終的に脱離しない、固定された分子の割合を簡単に得ることができる。
2021年度はガラス基板上に二種の親水性ホスホン酸化合物（11-{2-[2-(2-Methoxyethoxy)ethoxy]ethoxy}undecylphosphonic acid (CH3O (CH2CH2O)3C10H20PO(OH)2, M-EG3-UPA)、及び10-Carboxydecylphosphonic acid（HOOC(CH2)10PO(OH)2, 10-CDPA））SAMを形成させ、水接触角とX線光電子分光法（XPS）で確認を行った。ホスホン酸SAM形成後に水溶液と接する固液界面でのCytcの吸着、その後の自動洗浄による脱離をSOWG分光法でその場観察を行ったところ、吸着したCytcの中で固定される分子の割合（固定割合）は、86.8及び92.6%であった。未修飾ガラス表面では55%程度であり、親水性のホスホン酸SAMによって固定割合が大きく向上した。2020年度の結果ではオクタデシルシラン(ODS) SAMで固定割合は85%であり、親水性・疎水性ともSAM形成によりCytcの固定割合が大きく向上した事は非常に興味深い結果である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
親水性のホスホン酸化合物SAMを用いてもCytcの固定割合が大きく増加し、例えば10-CDPAでは92.6％であった等の新規な結果が得られたため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
最終年度はシランカップリング剤とホスホン酸化合物の両方のSAM形成条件の最適化、エンドキャッピングに用いる分子選択、及び機能性タンパク質の吸着・脱離・固定化についてSOWG分光法を用いて評価を行う。吸着反応と脱離反応のその場観察から得られるパラメータの対比を行い、SAM評価方法を確立する。
|
| Causes of Carryover |
新型コロナ感染症の影響で、出張の制限、および、学会等のweb開催のため、計画時よりも旅費の使用が少なくなった。また、物品費については、初年度の結果より、使用する自己組織化分子膜の種類を絞って検討を行うことができたため、計画時よりも物品費の使用額が少なくなった。最終年度は、積極的に出張等による打ち合わせ・実験・学会等での動向調査を行っていく予定である。また、補助員の人件費に充てることで、研究の加速を図る予定である。
|
