2013 Fiscal Year Annual Research Report
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25706012
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Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
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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, 理工学研究科, 准教授 (80443216)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ナノマイクロバイオシステム / バイオナノ界面 |
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| Research Abstract |
様々なナノシート表面上での超分子構造を形成するペプチドを、新たなアミノ酸配列を設計することによって探索しました。まず、異なる電荷を有するアミノ酸を付加したペプチドを新規合成し、グラフェンや二硫化モリブデンといったナノシートトランジスタにどのような電気特性変調を来すかをペプチド自己組織化膜のモルフォロジーとトランジスタの電動特性をあわせて観測することによって検証しました。
その結果、ペプチドの自己組織化の進展具合によって、敏感にナノシートトランジスタの電気特性が変化することがわかりました。特に、半導体ナノシートである二硫化モリブデンでは電気特性だけではなく、発光特性の変調を観測したことにより、ペプチドとナノシートの相互作用を多角的に観測することに成功しました。
上記の乾燥した自己組織化膜の観測に加えて、本年度は液中でのペプチドの自己組織化の観測、そして電気特性の変調を観測しました。液中では感想中と異なり、ナノシートの電気特性変調がより顕著にみられることがわかりました。この、液中での観測はバイオ・ナノ界面における電気的相互作用を理解する上で非常に重要なものであり、それに成功したことは今後の研究展開を拡げる意味で大きなステップです。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究の基礎となるグラフェンにおけるペプチドとの電気相互作用の実験が、トランジスタの電気特性変調を観測することにより進展したことは、初年度の達成事項としては、次年度以降につながるよい結果となりました。さらに、二硫化モリブデンでも同様の実験を行い、半金属特性を有するグラフェンに比して、半導体特性を有する二硫化モリブデンでも有意な実験結果が得られました。将来のデバイス開発を見据えた上で、半導体ナノシートでのバイオ・ナノ界面の形成が有望であることが実証されたことは、大きな成果です。最後に、乾燥した環境での観測のみならず、水液中でも同様の観測ができたことは、バイオセンサーなどの応用を考える際に、非常に重要な問題を克服したこととなり、今後の研究発展が期待されます。
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| Strategy for Future Research Activity |
ペプチドとナノシートの相互作用をより基本的に理解するため、主要なアミノ酸がそれぞれナノシートの物理特性にどのような影響を与えるかを調べます。グラフェン・トランジスタに芳香族アミノ酸、極性および無極性アミノ酸をそれぞれ塗布し、トランジスタの電気特性変調を調査します。
２５年度の二硫化モリブデンを用いた実験では、ペプチドの自己組織化によりナノシートからの発光スペクトルが変調されることを観測しました。２６年度は、発光イメージング測定を用いることにより、ペプチド自己組織化膜のモルフォロジーが空間的にどのようにナノシートの物性を変調するのかを観測します。また、２６年度は、ナノシートの電気ポテンシャルを変調することにより、ペプチド自己組織化がどのように変化するかを観察します。
ナノシートとペプチドの電気的相互作用をより詳細に観測するため、蛍光分子を修飾したペプチドを開発し、蛍光分子の特性がペプチドを介して、どのようにナノシートと相関を持つかを調査します。この手法を用いて、配列の異なるペプチドを使用し、ペプチド配列と電気特性の相関を検証します。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初予定していいた自動ペプチド合成装置にかかる費用が、実際の選定過程において次年度使用額相当分だけ抑えられたため。
本年度は、上記の自動ペプチド合成装置を使用する際の消耗品類が、研究の進捗に伴いより必要となる。次年度使用額を用いて、その増加する消耗品代に充てる。
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Research Products
(8 results)
