2023 Fiscal Year Annual Research Report
水分子とイオンによるメカノクロミックバイオセンサの感度制御
Publicly Offered Research
| Project Area | Aquatic Functional Materials: Creation of New Materials Science for Environment-Friendly and Active Functions |
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| Project/Area Number |
22H04525
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
杉原 加織 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (60740800)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | メカノクロミックポリマー / ポリジアセチレン / 原子間力顕微鏡 / 摩擦力顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
メカノクロミックポリマー、ポリジアセチレンがどの向きに、どの程度の力を加えることでどれだけ発光するのかという「力と発光の相関」が水分子の存在でどのように変化するのかを、近年自身で開発したナノ摩擦力顕微鏡を導入し世界で初めて解明した。ポリジアセチレンは比較的高感度であり、抗体を付加することでウィルスなどの抗原を色によって検出する、現存のものより安価なコロナ検査薬などバイオセンサ開発が進められている。本研究で得られる「水中でどのようなタイプの力に特に反応するのか？」という情報を元に、ポリマーに組み込むレセプターの位置や角度をコントロールすることで、検出物質の付着が発光を効率良く誘起させるようにセンサをデザインし、メカノクロミック・バイオセンサ感度向上を前進させる意義がある。本研究の鍵となるのが近年私の研究室で精度を向上した、ナノ摩擦力顕微鏡という基盤に対して水平・垂直両方の力をナノスケール制御する手法である。ナノ摩擦力顕微鏡と蛍光顕微鏡のダブル・セットアップを水中で稼働させ、ポリジアセチレンの「力と発光の相関」を定量的、異方的、ナノスケール、水溶液中で解明した。イオン濃度やpHを変化させながら「力と発光の相関」を測定することで、ポリジアセチレンの力感度がイオン濃度・pHによって制御できることを発見した。メカノクロミックポリマーを初めて水圏機能材料という視点で捉えることで、その感度・選択性を水によってコントロールするという新たな発想にもとづき、エンジニアリングの可能性を拡張した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Development of a desktop mask charger2023
Author(s)
Taisuke Ikawa, Kaito Fujita, Shota Kiuchi, Muhang Li, Atsuhito Kushima, Hayato Takase, Bratati Das, Megumi Morita, Hiroyuki Todo, Miles Pennington, Kaori Sugihara
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Journal Title
Heliyon
Volume: 9 (4)
Pages: e15359
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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