2015 Fiscal Year Annual Research Report
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25706009
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
田川 美穂 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (40512330)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / 超格子構造 / DNA / self-assembly / superlattice |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き、本年度も下記二つの課題を平行して進めた。
１．結合手を持つDNA正四面体を介在させたDNA被覆ナノ粒子(DNA-NP)の三次元結晶化
本課題では、DNA-NPだけでは作成できないナノ粒子のダイヤモンド構造を、DNA正四面体を介在させることで実現した。本年度は、結晶性の良いナノ粒子のダイヤモンド超格子構造の作成に成功しただけでなく、’何故ダイヤモンド構造になったのか？’という部分を徹底的に追求した。成果はサエンス誌に掲載された。
２．基板担持脂質二重膜(SLB)上におけるDNA-NPの二次元結晶化
基板となるSLBの相転移や相分離が、吸着したDNA-NPの拡散・凝集状態に大きく影響し、二次元結晶化にも影響することがわかっため、結晶化過程におけるSLBの相転移・相分離、DNA-NPへの影響、吸着したDNA-NPがSLBの相転移・相分離に与える影響を詳しく研究した。また、H26年度に発見した、イオン濃度の変化によりナノ粒子の二次元配列が変化する現象をより詳しく研究した。同じDNA配列でイオン濃度を変化させ、粒子間距離、再隣接粒子数、二次元結晶構造を調べた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究の進展により新たな発見や掘り下げて追及すべき重要課題が出てきたこと等により、本研究は申請時に記載した実験計画からいくつか変更が生じている。しかし、当初の目的’ナノ粒子の空間配置を高度に制御し、他の方法では成し得ない自由な超格子構造設計が可能であることを示す’には変更がない。DNA正四面体を介在させたDNA被覆ナノ粒子(DNA-NP)の三次元結晶化の課題では、構造決定の要因まで解明することにより大きな成果に繋がった。基板担持脂質二重膜(SLB)上におけるDNA-NPの二次元結晶化の課題においても、イオン濃度のみで構造変化を起こさせるという、これまでの常識では考えられない現象を発見し、さらに濃度変化に伴う構造変化の過程を明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
H28年度は下記二つの課題を平行して進める
１．DNA被覆ナノ粒子(DNA-NP)の三次元結晶化
H26年度に’基板担持脂質二重膜(SLB)上におけるDNA-NPの二次元結晶化’の課題で発見したイオン濃度変化で二次元DNA-NP超格子構造の結晶構造を変化させられる現象を三次元DNA-NP超格子構造にも応用する。イオン濃度の変化に伴うDNA-NP超格子構造の構造変化を小角散乱により測定する。基板担持脂質二重膜(SLB)を用いた二次元結晶化では隣接粒子間距離だけでなく構造変化も起こったが、三次元結晶化で構造変化も起こるのかどうか、精査する。よりシンプルな方法で結合異方性を発現できれば、結晶性の良い大きな結晶を作成することができる。
２．SLB上におけるDNA-NPの二次元結晶化
SLBの相転移がDNA-NPの結晶化に与える影響を研究し、より広範囲に結晶性の良いDNA-NP超格子構造を作成する。また、陽イオン添加による隣接粒子数の変化および構造変化に関し、ナノ粒子やDNA配列等の条件を振って精査し、そのメカニズム解明を行う。
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| Causes of Carryover |
平成２７年度は大学からの助成金による援助があったため、それを優先して使用した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成２８年度は大学からの助成金による援助がなく、本研究費のみで賄わなければならない。また、研究を加速させるために本課題に取り組む学生の人数を増やす予定のため、消耗品代がかさむ。よって次年度使用額も含めた本予算が研究遂行に必要である。
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