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Entropic Self-organization of DNA-functionalized Nanoparticles

Research Project

Project/Area Number 16K04895
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Nanomaterials chemistry
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

Fujita Masahiro  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (50342845)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords核酸分子 / ソフト界面 / ナノ粒子 / 分子クラウディング / 枯渇効果 / 小角X線散乱 / X線散乱 / ナノ材料 / ソフトマター / 表面・界面物性 / ナノバイオ
Outline of Final Research Achievements

This work aimed to develop a self-organization method of DNA-nanoparticles by an entropic effect and its regulation. Here, DNA-functionalized gold nanoparticles were used. The colloidal stability of the nanoparticles was manipulated by regulating a depletion attractive interaction as well as steric and electrostatic repulsive interactions between the nanoparticles. Using this approach, we were successful in assembling the nanoparticles into a well-ordered crystal-like structure.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ナノマテリアルの誘導自己組織化は、材料科学の分野においてボトムアップ型構造構築技術の一つとして、大いに注目されている。本課題で取り組んだ手法はエントロピー的相互作用による構造秩序化に基づく点に大きな特色がある。このような秩序化は、物質が自発的に離合集散して複雑な機能を発現し、それを制御するという生命システムにおいて見られる現象と同じといわれている。本研究で得られた知見は、スマートマテリアル創製のあらたな設計指針を与えるのみならず、細胞内の分子混雑化ににおける機能性粒子や分子の動態に関する研究への展開も見込める。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Book (2 results) Remarks (2 results)

  • [Presentation] G-quadruplex-Functionalized Gold Nanoparticles-A New Door for Cisplatin Detection2018

    • Author(s)
      Surachada Chuaychob, Panote Thavarungkul, Proespichaya Kanatharana, Chittanon Buranachai, Chongdee Thammakhet-Buranachai, Masahiro Fujita, and Mizuo Maeda
    • Organizer
      高分子学会年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA コンジュゲートポリマーによる温度応答性蛍光プローブの創製2018

    • Author(s)
      佐孝 貴文、藤田 雅弘、前田 瑞夫
    • Organizer
      高分子学会年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] A Sensitive Colorimetric pH Sensor via G-quadruplex-conjugated Gold Nanoparticles2018

    • Author(s)
      Surachada Chuaychob, Masahiro Fujita, and Mizuo Maeda
    • Organizer
      高分子討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA コンジュゲートポリマーを用いた温度応答性蛍光プローブの創製2018

    • Author(s)
      佐孝貴文、藤田雅弘、前田瑞夫
    • Organizer
      高分子討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] pH Sensor via Tunable G-quadruplex Structure on Gold Nanoparticle Surface2018

    • Author(s)
      Surachada Chuaychob, Masahiro Fujita, and Mizuo Maeda
    • Organizer
      日本バイオマテリアル学会大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] G-quadruplex-functionalized Gold Nanoparticles as a New Colorimetric pH Sensor2018

    • Author(s)
      Surachada Chuaychob, Masahiro Fujita, and Mizuo Maeda
    • Organizer
      IPC2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 水処理用高分子膜へのタンパク質吸着挙動の解析2018

    • Author(s)
      藤田雅弘、前田瑞夫、木村将弘
    • Organizer
      第7回JACI/GSCシンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA担持ナノ粒子の物性とそれを活かした検出機能2017

    • Author(s)
      藤田雅弘、前田瑞夫
    • Organizer
      第77回分析化学討論会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 原子間力顕微鏡法による水処理用高分子膜へのタンパク質挙動の解析2017

    • Author(s)
      藤田雅弘、前田瑞夫、木村将弘
    • Organizer
      第66回高分子学会年次大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Non-crosslinking Aggregation of DNA-functionalized Gold Nanoparticles2017

    • Author(s)
      Masahiro Fujita, Mizuo Maeda
    • Organizer
      IUMRS-ICAM 2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis and Characterization of Gold Nanocluster-Conjugated Poly(N-isopropylacrylamide)2017

    • Author(s)
      Takafumi Sako, Masahiro Fujita, Mizuo Maeda
    • Organizer
      IUMRS-ICAM 2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DNAナノ粒子の分散安定性評価と凝集構造の解析2017

    • Author(s)
      藤田雅弘、前田瑞夫
    • Organizer
      第66回高分子討論会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 光二量化による架橋型DNAナノミセルの創製と特性評価2017

    • Author(s)
      森田雄耶、藤田雅弘、前田瑞夫
    • Organizer
      第66回高分子討論会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Poly(N-isopropylacrylamide)-DNA共重合体を利用した蛍光性金ナノクラスターの創製2017

    • Author(s)
      佐孝貴文、藤田雅弘、前田瑞夫
    • Organizer
      第66回高分子討論会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] DNA担持ナノ粒子の三次元構造化2016

    • Author(s)
      藤田雅弘、前田瑞夫
    • Organizer
      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      神奈川大学横浜キャンパス(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-09-15
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] エントロピー的秩序化によるDNA担持ナノ粒子の構造体形成2016

    • Author(s)
      藤田雅弘、前田瑞夫
    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場・展示場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2016-05-25
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] PNIPAAm-DNA共重合体からなるナノゲルの温度応答性と物質内包特性の評価2016

    • Author(s)
      森田雄耶、藤田雅弘、前田瑞夫
    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場・展示場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2016-05-25
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Book] 「刺激応答性高分子ハンドブック」温度応答性高分子とDNAとの複合化と認識挙動2018

    • Author(s)
      宮田隆志監修(藤田雅弘、前田瑞夫)
    • Total Pages
      9
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Book] 『刺激応答性高分子ハンドブック』温度応答性高分子とDNAとの複合化と認識挙動2018

    • Author(s)
      宮田隆志 編(藤田雅弘、前田瑞夫)
    • Publisher
      株式会社エヌ・ティー・エス
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Remarks] 理化学研究所 開拓研究本部 前田バイオ工学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.riken.jp/lab-www/bioengineering/

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 理化学研究所 前田バイオ工学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.riken.jp/lab-www/bioengineering/

    • Related Report
      2017 Research-status Report 2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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