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2014 Fiscal Year Annual Research Report

固体表面構造制御を用いた生体分子識別の素過程解明

Research Project

Project/Area Number 24360013
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

荻野 俊郎  横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70361871)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords表面・界面物性 / 固体表面 / バイオセンサ / 生体分子
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、固体表面と生体分子との相互作用を解明し、固体を用いた信頼性の高いバイオセンサや固体基板を用いて生体機能を再生する医療などに応用する技術を構築することである。
前年度までに、単結晶表面で相分離現象を示すサファイアや酸化チタンを用いて、固体基板上へのタンパク質・ペプチドの選択的吸着を調べ、固体基板の性質によってタンパク質の分離・検出が可能なことを明らかにしてきた。26年度は、特別な作製技術の必要なサファイア相分離基板を代替する安価な基板として強誘電体および強磁性体結晶を取り挙げ、選択的吸着が実現できないかを調査した。強誘電体では内部の分極による表面電荷による選択性、強磁性体では酸化鉄を内包するタンパク質の選択的吸着を試みた。その結果、強誘電体薄膜におけるタンパク質の選択的吸着と強誘電体薄膜の鉄内包タンパク質の磁気的相互作用による吸着の可能性を見い出した。同時に、サファイアのような原子的に平坦な表面を得る必要性も明らかにした。
固体表面における生体物質の検出について、26年度はエクソソームの検出を重点的に取り上げた。エクソソームは細胞から体液中に放出される直径が30-150nmほどのベシクルで、ガン細胞特有の物質を含むエクソソームの検出は、ガンの早期発見に有望視されている。ガン由来のエクソソームを固体表面に吸着させ、その吸着形態を原子間力顕微鏡により観察することにより、人工ベシクルとは異なる振る舞いを見出した。これは、吸着タイプの統計的データからガン由来かどうかを判別できる可能性を示す。ナノポアデバイスを用いたエクソソームの検出へ向けて、ビーズの通過を用いた原理検証を行い、イオン電流のドロップピークの観察が可能なことを示した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (33 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (27 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Self-Assembly of a Monolayer Graphene Oxide Film Based on Surface-Modification of Substrates and its Vapor-Phase Reduction2014

    • Author(s)
      T. Takami, T. Ito and Toshio Ogino
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 118 Pages: 9009-9017

    • DOI

      dx.doi.org/10.1021/jp500797x

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Behavior of raft-like domain in stacked structures of ternary lipid bilayers prepared by self-spreading method2014

    • Author(s)
      K. Yokota, A. Toyoki, K. Yamazaki, and T. Ogino
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 53 05FA11 Pages: 1-5

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7567/JJAP.53.05FA11

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Protein Adsorption to Graphene Surfaces Controlled by Chemical Modification of the Substrate Surfaces2014

    • Author(s)
      Yasutaka Kamiya, Kenji Yamazaki and Toshio Ogino
    • Journal Title

      J. Colloid and Interface Science

      Volume: 431 Pages: 77-81

    • DOI

      10.1016/j.jcis.2014.06.023

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Amino and carboxyl terminal domains of Filamin-A interact with CRMP1 to mediate Sema3A-signaling2014

    • Author(s)
      Fumio Nakamura, Kosuke Kumeta, Tomonobu Hida, Toshinari Isono, Yuichi Nakayama, Emiko Kuramata-Matsuoka, Naoya Yamashita, Yutaka Uchida, Ken-ichi Ogura, Keiko Gengyo-Ando, Shohei Mitani, Toshio Ogino, and Yoshio Goshima
    • Journal Title

      Nat. Commun.

      Volume: 5 5325 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1038/ncomms6325

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Morphological evolution from a rough to biphased surface on TiO2(100)2014

    • Author(s)
      Tomoyuki Uehara, Mari Yoshihara, Toshio Ogino
    • Journal Title

      Appl. Surf. Sci.

      Volume: 324 Pages: 499-504

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 人工脂質膜内分子拡散への支持基板効果による非対称性と異方性の発現、Asymmetry and Anisotropy on Molecular Diffusion in Artificial Lipid Membrane Emerged by Supported Substrate2015

    • Author(s)
      茂木俊憲,山崎憲慈,荻野俊郎,手老龍吾
    • Organizer
      日本化学会 第95春季年会
    • Place of Presentation
      船橋、千葉、日本
    • Year and Date
      2015-03-26
  • [Presentation] リチウムイオン電池負極材料に向けたゲルマニウムナノワイヤ形成法へのウエットエッチング法の導入2015

    • Author(s)
      伊藤和希,呂志強,山浦大地,荻野俊郎
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      平塚、神奈川、日本
    • Year and Date
      2015-03-13
  • [Presentation] マイクロ構造とナノ構造が融合したリチウムイオン電池負極2015

    • Author(s)
      山浦大地,荻野俊郎
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      平塚、神奈川、日本
    • Year and Date
      2015-03-12
  • [Presentation] 強誘電体基板上でのタンパク質の選択的吸着の観察2015

    • Author(s)
      仲山智明,磯部亜紀子,荻野俊郎
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      平塚、神奈川、日本
    • Year and Date
      2015-03-12
  • [Presentation] 固体基板表面による人工脂質膜内分子拡散への非対称性と異方性の発現2015

    • Author(s)
      茂木 俊憲,山崎 憲慈,荻野 俊郎,手老 龍吾
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      平塚、神奈川、日本
    • Year and Date
      2015-03-11
  • [Presentation] 金ナノ粒子を含む脂質二重膜の液中におけるAFM評価2015

    • Author(s)
      坂口直駿, 横田圭司, 仲山智明, 木村僚佑 木村康男, 平野愛弓, 荻野俊郎
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      平塚、神奈川、日本
    • Year and Date
      2015-03-11
  • [Presentation] バイオセンサへ向けたLiTaO3表面における自発分極ドメインの観察2015

    • Author(s)
      磯部亜紀子,仲山智明,荻野俊郎
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      平塚、神奈川、日本
    • Year and Date
      2015-03-11
  • [Presentation] 垂直磁気ドメインを有する強磁性体表面へのタンパク質の吸着2015

    • Author(s)
      大和田永作,横田圭司,仲山智明,坂口直駿,荻野俊郎
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      平塚、神奈川、日本
    • Year and Date
      2015-03-11
  • [Presentation] Type Classification of Exosome Adsorption to Solid Surfaces by Atomic Force Microsopy in Aqueous Environment2015

    • Author(s)
      Toshio Ogino, Keiji Yokota
    • Organizer
      The Joint Symposium of 9th International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics, and 6th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics
    • Place of Presentation
      Sendai,Japan
    • Year and Date
      2015-03-02
  • [Presentation] Observation of selective adsorption of bio-molecules on polarization domain patterns on ferroelectric crystal surfaces2014

    • Author(s)
      T. Nakayama,A. Isobe, T.Ogino
    • Organizer
      The 22nd International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM22)
    • Place of Presentation
      Atagawa, Shizuoka,Japan
    • Year and Date
      2014-12-12
  • [Presentation] Control of Graphene Oxide Film Formation by Surface Modification of Substrates and the Morphological Changes during Methane-assisted Thermal Reduction2014

    • Author(s)
      B.D. Muhammad Zikri, H. Imai, R. Seino, T. Takami, T. Ogino
    • Organizer
      The 22nd International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM22)
    • Place of Presentation
      Atagawa, Shizuoka,Japan
    • Year and Date
      2014-12-11
  • [Presentation] Nanopatterning of Suspended Graphene Films by Local Catalytic Etching Using an Ag-Coated Atomic Force Microscopy Probe2014

    • Author(s)
      D. Mashiyama, T. Ogino
    • Organizer
      The 22nd International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM22)
    • Place of Presentation
      Atagawa, Shizuoka,Japan
    • Year and Date
      2014-12-11
  • [Presentation] Growth and Assembly of Graphene Thin Films on Insulating Substrates2014

    • Author(s)
      T. Ogino
    • Organizer
      2nd Int. Conf. on Nanojoining and Microjoining
    • Place of Presentation
      Emmetten, Switzerland
    • Year and Date
      2014-12-09
    • Invited
  • [Presentation] Agglomeration Control of Catalyst Films by Patterned Substrate in Graphene Chemical Vapor Deposition2014

    • Author(s)
      Ryosuke Seino, Muhammad Zikri, Daisuke Mashiyama and Toshio Ogino
    • Organizer
      7th Int. Symp. on Surface Science (ISSS-7)
    • Place of Presentation
      Matsue, Shimane, Japan
    • Year and Date
      2014-11-06
  • [Presentation] リチウムイオン電池負極へのSiナノ構造の導入2014

    • Author(s)
      山浦大地, 呂志強, 伊藤和希, 荻野俊郎
    • Organizer
      第34回表面科学学術講演会
    • Place of Presentation
      松江、島根、日本
    • Year and Date
      2014-11-06
  • [Presentation] エクソソーム検出に向けたグラフェンナノポアデバイスの設計2014

    • Author(s)
      仲山智明, 横田圭司, 増山大祐, ムハンマドジクリ, 村松幸子, 菅加奈子, 芝清隆, 荻野俊郎
    • Organizer
      第34回表面科学学術講演会
    • Place of Presentation
      松江、島根、日本
    • Year and Date
      2014-11-06
  • [Presentation] Fabrication of germanium nanostructures by wet chemical etching for lithium ion batteries2014

    • Author(s)
      Kazuki Ito, Daichi Yamaura, Zhiqiang Lu, and Toshio Ogino
    • Organizer
      7th Int. Symp. on Surface Science (ISSS-7)
    • Place of Presentation
      Matsue, Shimane, Japan
    • Year and Date
      2014-11-04
  • [Presentation] Observation of Exosomes Adsorbed to Solid Surfaces using Atomic Force Microscopy”2014

    • Author(s)
      Keiji Yokota, Sachiko Matsumura, Kanako Suga, Kiyotaka Shiba, Toshio Ogino
    • Organizer
      7th Int. Symp. on Surface Science (ISSS-7)
    • Place of Presentation
      Matsue, Shimane, Japan
    • Year and Date
      2014-11-03
  • [Presentation] Observation of spontaneous polarization domains on LiTaO3 surfaces2014

    • Author(s)
      Tomoaki Nakayama, Akiko Isobe, and Toshio Ogino
    • Organizer
      7th Int. Symp. on Surface Science (ISSS-7)
    • Place of Presentation
      Matsue, Shimane, Japan
    • Year and Date
      2014-11-03
  • [Presentation] Fabrication of Si nanostructures for anode material of lithium ion battery2014

    • Author(s)
      Daichi Yamaura, Kazuki Ito, Toshio Ogino
    • Organizer
      7th Int. Symp. on Surface Science (ISSS-7)
    • Place of Presentation
      Matsue, Shimane, Japan
    • Year and Date
      2014-11-03
  • [Presentation] Fabrication of Nanopores on Suspended Graphene Films Using Catalyst Nanoparticles Deposited by Atomic Force Microscopy2014

    • Author(s)
      Daisuke Mashiyama, Keiji Yokota, Ryosuke Seino, Muhammad Zikri, and Toshio Ogino
    • Organizer
      7th Int. Symp. on Surface Science (ISSS-7)
    • Place of Presentation
      Matsue, Shimane, Japan
    • Year and Date
      2014-11-03
  • [Presentation] 固体基板上に吸着させたエクソソームのAFM 評価2014

    • Author(s)
      横田圭司,坂口直駿,松村幸子,菅加奈子, 芝清隆, 荻野俊郎
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌、日本
    • Year and Date
      2014-09-20
  • [Presentation] 井戸型パターン絶縁基板上へのグラフェン転写2014

    • Author(s)
      増山大祐,横田圭司,清野亮介,Muhammad Zikri,荻野 俊郎
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌、日本
    • Year and Date
      2014-09-19
  • [Presentation] ナノ構造化したSi を負極材料に用いたリチウムイオン電池2014

    • Author(s)
      山浦大地,伊藤和希,荻野俊郎
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌、日本
    • Year and Date
      2014-09-19
  • [Presentation] LiTaO3 表面における自発分極ドメインの観察2014

    • Author(s)
      仲山智明,磯部亜紀子,荻野俊郎
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌、日本
    • Year and Date
      2014-09-19
  • [Presentation] 銀コートAFM 探針を用いた架橋グラフェンへの触媒微粒子形成制御2014

    • Author(s)
      増山大祐,荻野俊郎
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌、日本
    • Year and Date
      2014-09-17
  • [Presentation] Surface Engineering of the Substrates for Graphene Film Fabrication and Applications2014

    • Author(s)
      T. Ogino
    • Organizer
      The 4th International Symposium on Graphene Devices (ISGD-4)
    • Place of Presentation
      Vellevue,USA
    • Year and Date
      2014-08-23
    • Invited
  • [Remarks] 横浜国立大学理工学部 数物・電子情報系学科 荻野研究室 Ogino Laboratory

    • URL

      http://oginolab.ynu.ac.jp/index.html

URL: 

Published: 2016-06-01  

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