化学修飾探針を用いる走査型トンネル顕微鏡

• 研究課題/領域番号: 08874098
• 研究種目: 萌芽的研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 分離・精製・検出法
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 梅澤 喜夫 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (80011724)
• 研究分担者: PHILIPPE Buh 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (20262149) ; 菅原 正雄 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (50002176)
• 研究期間 (年度): 1996
• 研究課題ステータス: 完了 (1996年度)
• 配分額: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円); 1996年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: STM / チオール誘導体 / 分子間相互作用 / 自己集合単分子膜 / HOPG基板

研究概要

1.電気化学STMの立ち上げを行った。その際、電気化学モードでの測定で必要な、STM探針の絶縁法についていくつか検討し、アピエゾンワックスを用いる方法が良いことがわかった。
STM探針に修飾する予定のアルキル鎖長の異なる3種類のフェロセン誘導体の合成を現在行っている。
HOPG基板上に長いアルキル基を有するオクタデカノール(C_<18>H_<37>OH)、オクタデシルクロリド(C_<18>H_<37>Cl)、ステアリン酸(C_<18>H_<37>COOH)、ステアリルアミン(C_<18>H_<37>NH_2)の単分子膜を形成させ、これらを金製の探針を用いてSTMにより観測した。その結果ステアリルアミンではそれほど高い分解能でのイメージが観測されなかったが、その他の3種類では原子分解能に近い明瞭なイメージが得られた。ただし、これらの物質ではアルキル鎖部分と官能基部分との間でコントラストはほぼ同じだった。
3.の試料に対し、チオールの誘導体を金製の探針に自己集合法で吸着させた化学修飾探針を用いてSTM測定を行った。その結果、チオフェノール、4-ヒドロキシチオフェノールを修飾した探針では、何も修飾しない探針と同様なイメージが観測されたが、4-メルカプトピリジンおよび4-アミノチオフェノールを修飾した探針を用いると、オクタデカノールの単分子膜において、水酸基と思われる部分が強調されたイメージが得られた。この結果は、探針に修飾した分子と基板上の分子との相互作用(水素結合と思われる)に基づき、官能基の部分でトンネル電流が流れやすくなったことに起因していると思われる。ただし、この現象については、今後さらに検討する予定である。

研究成果

• [文献書誌] P.Buhlmann,et al.: "Strong Hydrogen Bond-Mediated Complexation of H_2PO_4 by Neutral Bis-Thiourea Hosts." Tetrahedron,. (in press.).
• [文献書誌] K.P.Xiao,et al.: "A Chloride Ion-Selective Solvent Polymeric Membrane Electrode based on a Hydrogen Bond Forming Ionophore." Anal.Chem.(in press.).
• [文献書誌] M.Sugawara,et al: "Electrochemical Evaluation of Chemical Selectivity of Glutamate Receptor Ion Channel Proteins with a Multi-Channel Sensor." Biosensor & Bioelectronics,. (in press.).
• [文献書誌] S.Amemiya,et al.: "Hydrogen Bond Based Recognitionof Nucleotides by Neutral-Carrier Ion-Selective Electrodes." Anal.Chim.Acta,. (in press.).
• [文献書誌] K.Tohda,et al.: "Ion Channel Sensor for Guanosine Nucleotides Based on Complementary Base Pairing." Isr.J.Chem.(in press.).
• [文献書誌] K.Tohda,et al.: "Ion-Selective Charge Separationat the Phase Boundary of Ionophore-Incorporated Liquid Membranes as Studied by Optical Second Harmonic Generation.21GC06:J.Mol.Struct." (in press.).
• [文献書誌] K.Iitaka,et al.: "Orthophosphate Ion Sensors Based on a Quartz Crystal Microbalance Coated with Insoluble Orthophosphate Salts." Anal.Chim.Acta,. (in press.).
• [文献書誌] M.Sugawara,et al.: "Isolated Receptor Biosensors." Methods in Molecular Biology,Humana Press,. (in press.).
• [文献書誌] H.Radecka et al.: "Immuno Biosensors Based on Ion-Selective Electrodes." Methods in Molecular Biology,Humana Press,. (in press.).
• [文献書誌] M.Sugawara,et al.: "Biomembrane Mimetic Sensors." Current Topics in Biophysics,ed.by P.T.Frangopol,. (in press.).
• [文献書誌] M.Sugawara,et al.: "Receptor Based Chemical Sensing." Frontiers in Biosensorics,I,ed.by F.D.Sheller,. 121-131 (1997)
• [文献書誌] M.Sugawara,et al.: "Concentration of Dopamine by Proton-Driven Uphill Transport Using Lasalocid A as the Carrier." Anal.Sci.12. 331-335 (1996)
• [文献書誌] K.Yagi,et al.: "Channel Mimetic Sensing Membranes for Alkali Metal Cations Based on Oriented Monolayers of Calixarene Esters." J.Electroanal.Chem.401. 65-79 (1996)
• [文献書誌] 遠田浩司: "イオン選択性液膜界面における電位発生機構の分子レベルでの解釈.21GC14:分析化学" 45. 641-657 (1996)