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2010 Fiscal Year Annual Research Report

分子ニューラルネットワークによる確率共鳴デバイスの創成

Research Project

Project/Area Number 22656009
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

松本 卓也  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50229556)

Keywordsバイオ分子 / 巨大分子 / 確率共鳴 / 脳型動作
Research Abstract

電子伝達タンパク質シトクロムcとDNAで構成されたネットワーク構造の電気特性について検討を行った。電極は以前に開発した傾斜蒸着法を用いて、およそ50-100nm幅を持つスリット状のもの利用した。室温においては、オーミックな特性を示したが、低温になると、閾値を持って立ち上がる特性に変化した。二次元クーロンプロッケードの式で良く記述出来ることが明らかになった。
しかし、10×10程度のクーロン箱を使ったシミュレーションとは、立ち上がり付近のカーブが合わず、実験を定性的に理解するにも、他の要素が必要なことが明らかになった。個々のシトクロムcのクーロンエネルギーが分布を持つと仮定したシミュレーションでは、曲線の曲率方向が合わないことが明らかになった。そこで、現在、トンネル抵抗に分布を持たせたシミュレーションとの比較を試みている。シトクロムcの酸化還元サイトは分子の中心では無く、その位置に偏りがあり、さらにシトクロムcの配向が制御できていないため、トンネル抵抗には大きな分布を含んでいると考えられる。
試料作製の方法について、シトクロムcとDNAの混合溶液を基板上に滴下乾燥させるだけでなく、滴下後に大過剰のエタノールを滴下して速やかに沈殿を作ることで、再現性の良い試料形成が可能であることを発見した。この方法を用いれば、これまで主に用いてきた高価で供給が不安定なpoly (dA) poly (dT)を持ちいなくとも、安価かつ安定(2)供給されるλDNAを用いて、再現性良く電気特性の安定した試料を得ることができた。来年度の実験でも主に用いていく予定である。

  • Research Products

    (18 results)

All 2011 2010

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (15 results)

  • [Journal Article] Single Molecular Observation of DNA and DNA Complexes by Atomic Force Microscopy2011

    • Author(s)
      T.Matsumoto, E.Mikamo-Satoh, A.Takagi, T.Kawai
    • Journal Title

      Current Pharmaceutical Biotechnology

      Volume: (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] DNA Observation with Scanning Tunneling Microscope using a Solution2011

    • Author(s)
      H.Matsuura, H.Hokonohara, T.Sugita, A.Takagi, K.Suzuki, T.Matsumoto, T.Kawai
    • Journal Title

      J.Appl.Phys

      Volume: 109[3] Pages: 034701(5)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nanoparticle Arrangement by DNA-programmed Self-assembly for Catalyst Applications2010

    • Author(s)
      Y.Maeda, T.Akita, M.Date, A.Takagi, T.Matsumoto, T Fujitani, M.Kohyama
    • Journal Title

      J.Appl.Phys

      Volume: 108[9] Pages: 094326(4)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 自己組織化巨大分子を利用したクーロンブロッケードアレイの電気特性2011

    • Author(s)
      平野義明
    • Organizer
      2011年春季 第58回 応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学(神奈川県・厚木市)
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] シトクロムc/DNAネットワークの室温確率増幅2011

    • Author(s)
      松本卓也
    • Organizer
      2011年春季 第58回 応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学(神奈川県・厚木市)
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] マンガン核錯体を利用した低次元クーロンブロッケードアレイの電気特性2011

    • Author(s)
      平野義明
    • Organizer
      2011年春季 第58回 応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学(神奈川県・厚木市)
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] シトクロムcを利用した低次元クーロンネットワークと室温確率増幅2011

    • Author(s)
      松本卓也
    • Organizer
      2011年春季 第58回 応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学(神奈川県・厚木市)
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] イントロダクトリートーク:確率過程に基づく電子材料・デバイス・システムの新展開2011

    • Author(s)
      松本卓也
    • Organizer
      2011年春季 第58回 応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学(神奈川県・厚木市)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-03-25
  • [Presentation] 巨大分子ネットワークを用いた確率増幅デバイス2011

    • Author(s)
      松本卓也
    • Organizer
      2011年春季 第58回 応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学(神奈川県・厚木市)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-03-25
  • [Presentation] Noise-induced entrainment and stochastic resonance for a device based on cytochrome c and DNA nanonetwork2011

    • Author(s)
      Takuya. Matsumoto
    • Organizer
      International Symposium on Engineering Neo-Biomimetics II -Soft Nanomaterials and Soft Robotics-
    • Place of Presentation
      National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (Tsukuba, Japan)
    • Year and Date
      2011-02-25
  • [Presentation] Noise-induced entrainment and stochastic resonance for a device based on cvtochrome c and DNA nanonetwork2010

    • Author(s)
      Takuya. Matsumoto
    • Organizer
      5th International Meeting on Molecular Electronics [ElecMol'10]
    • Place of Presentation
      Maison MINATEC (Grenoble, France)
    • Year and Date
      2010-12-10
  • [Presentation] Control of Network Formation of DNA Origami and λ-DNA : Emergent One-pot Processes Utilizing Binary Solvent2010

    • Author(s)
      Takuya. Matsumoto
    • Organizer
      5th International Meeting on Molecular Electronics [ElecMol'10]
    • Place of Presentation
      Maison MINATEC (Grenoble, France)
    • Year and Date
      2010-12-09
  • [Presentation] シトクロムcのスラブ光導波路分光と確率共鳴デバイスの構築2010

    • Author(s)
      松本卓也
    • Organizer
      第7回バイオオプティクス研究会・理研シンポジウ「蛍光相関分光と情報伝達(7)」合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京農工大学大学院生物システム応用科学府本館(東京都 小金井市)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-12-03
  • [Presentation] 表面自己組織化分子ネットワークを用いた確率共鳴デバイス2010

    • Author(s)
      松本卓也
    • Organizer
      2010年度関西薄膜表面物理セミナー
    • Place of Presentation
      グリーンビレッジ交野(大阪府・交野市)
    • Year and Date
      2010-11-26
  • [Presentation] 自己組織化巨大分子を利用したクーロンブロッケードアレイの構築2010

    • Author(s)
      平野義明
    • Organizer
      第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス(長崎県・長崎市)
    • Year and Date
      2010-09-14
  • [Presentation] 自己組織化巨大分子ネットワークによる確率共鳴デバイスの構築と信号検出2010

    • Author(s)
      松本卓也
    • Organizer
      第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス(長崎県・長崎市)
    • Year and Date
      2010-09-14
  • [Presentation] 金微粒子修飾ITO電極によるシトクロムcの固定化2010

    • Author(s)
      三宅雄介
    • Organizer
      第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス(長崎県・長崎市)
    • Year and Date
      2010-09-14
  • [Presentation] Stochastic Resonance Emerging on Coulomb Blockade Network Induced by Redox-active Biomolecular Arrays2010

    • Author(s)
      Takuya Matsumoto
    • Organizer
      The 6th International Symposium on Organic Molecular Electronics (ISOME2010)
    • Place of Presentation
      Chiba Univ.(Chiba, Japan)(invite)
    • Year and Date
      2010-06-11

URL: 

Published: 2012-07-19  

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