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DNA内高効率・長寿命電荷分離状態の生成とDNA分子デバイスへの応用

Research Project

Project/Area Number 04J08150
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Organic chemistry
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

高田 忠雄  大阪大学, 産業科学研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
KeywordsDNA / 時間分解過渡吸収 / ホール移動 / 電荷分離 / レーザー / 電子移動 / 遺伝子診断 / 光電流 / 時間分解過渡吸収測定 / 最配向エネルギー / ミスマッチ
Research Abstract

種々の光機能性クロモフォアを修飾した光機能化DNAを反応場として電荷分離・電荷移動系を構築すると共に、DNAのビルディングブロックとしての性質を巧みに利用し、光機能性をデバイス表面上に集積化し光電変換デバイスとしての応用へと展開することを目的としている。光機能性分子を修飾したDNAを用い、ホール移動過程に関する研究を行うとともに、そこから得られた知見に基づき高効率光電荷分離系の構築を試みた。ホール移動の機構を詳しく調べるために、光増感剤であるナフタルイミドとホールアクセプターであるフェノチアジンを両末端に修飾したDNAを合成し、レーザー時間分解過渡吸収を用いた測定を行った。その結果、DNA内に生じたホールは、グアニン間をホッピングし、速度はグアニン間の塩基対の数に依存するとともに、脱プロトン化に起因する再配向エネルギーに大きく支配されることが示された。また光電荷分離収率の向上を目的として、光電子移動によって生じるイオン対の再結合が逆転領域の深い領域で起こると考えられるジフェニルアセチレン誘導体を修飾したDNAを用い、時間分解過渡吸収法によって電荷分離収率およびその機構に関する研究を行った。その結果、光照射によってマイクロ秒以上の寿命を持つ電荷分離状態を数十%の収率で生成し、光活性分子の酸化還元電位を制御することで高効率に電荷分離状態が生成することを明らかにした。さらにドナーとアクセプター間を架橋しているアデニン塩基に置換基を導入することで酸化電位を変え、レドックス勾配を与えることによって電荷分離収率が上昇することも明らかとなった。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2006 2005 2004

All Journal Article (3 results)

  • [Journal Article] High-Yield Generation of a Long-Lived Charge-Separated State in Diphenylacetylene-Modified2006

    • Author(s)
      Tadao Takada, Kiyohiko Kawai, Mamoru Fujitsuka, Tetsuro Majima
    • Journal Title

      Angewandte Chemie, International Edtion 45

      Pages: 120-120

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Contributions of the Distance-Dependent Reorganization Energy and Proton-Transfer to the Hole-Transfer Process in DNA2005

    • Author(s)
      Tadao Takada, Kiyohiko Kawai, Mamoru Fujitsuka, Tetsuro Majima
    • Journal Title

      Chemistry, A European Journal 11

      Pages: 3835-3835

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Direct observation of hole transfer through double helical DNA over 100 Å2004

    • Author(s)
      Tadao Takada, Kiyohiko Kawai, Mamoru Fujitsuka, Tetsuro Majima
    • Journal Title

      Proceedings of National Academy of Science U.S.A. 101

      Pages: 14002-14006

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2024-03-26  

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