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DNA構造を基盤とした機能色素集積体の構築と光分子デバイスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 15H03884
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 デバイス関連化学
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

山名 一成  兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (70192408)

研究分担者 高田 忠雄  兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (60511699)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2017年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2015年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワードDNA / 光 / 電子移動 / 機能性色素分子 / デバイス / 光電変換 / バイオセンサー / エネルギー移動 / 蛍光プローブ / 発光 / ナノ構造体 / ナノ材料 / 生体材料 / 超分子化学 / 光デバイス / 機能性色素 / 自己組織化
研究成果の概要

DNA構造を基盤として機能性有機色素を精密に配置、集積した分子構造体を構築し、分子配列によって制御された光捕集・光伝達・電子輸送機能を有するDNA構造体の作製と光物性評価に関する研究を行った。核酸合成及びポスト修飾法を用いた核酸修飾法によって、ピレン、ペリレンジイミド、ポルフィリン、シアニン系色素等の機能性色素を有する機能性DNAを作製した。スタックした機能性分子を持つDNAが優れた光電変換特性を示すことを見出した。さらに官能基を導入することで電子特性を制御したペリレンジイミド誘導体のヘテロ集積体を用いることで鋭敏な発光応答を示す核酸蛍光プローブの作製を行った。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Circularly polarized luminescence of helically assembled pyrene π-stacks on RNA and DNA duplexes2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Mitsunobu、Ota Fuyuki、Takada Tadao、Akagi Kazuo、Yamana Kazushige
    • 雑誌名

      Chirality

      巻: 30 号: 5 ページ: 602-608

    • DOI

      10.1002/chir.22838

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid electron transfer of stacked heterodimer of perylenediimide derivatives in a DNA duplex2018

    • 著者名/発表者名
      Takada Tadao、Ishino Syunya、Takata Ami、Nakamura Mitsunobu、Fujitsuka Mamoru、Majima Tetsuro、Yamana Kazushige
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 印刷中 号: 32 ページ: 8228-8232

    • DOI

      10.1002/chem.201800947

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Luminescent Perylenediimide as a Binding Ligand for Pyrimidine/Pyrimidine Mismatches Within a DNA Duplex2017

    • 著者名/発表者名
      Takada Tadao、Umakoshi Yu、Nakamura Mitsunobu、Yamana Kazushige
    • 雑誌名

      ChemistrySelect

      巻: 2 号: 21 ページ: 6047-6051

    • DOI

      10.1002/slct.201701310

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoresponsive Electrodes Modified with DNA Duplexes Possessing a Porphyrin Dimer2017

    • 著者名/発表者名
      Takada Tadao、Iwaki Toshihiro、Nakamura Mitsunobu、Yamana Kazushige
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 23 号: 72 ページ: 18258-18263

    • DOI

      10.1002/chem.201704281

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DNA-templated synthesis of perylenediimide stacks utilizing abasic sites as binding pockets and reactive sites2016

    • 著者名/発表者名
      T. Takada, M. Ido, A. Ashida, M. Nakamura, K. Yamana
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 17 号: 23 ページ: 2230-2233

    • DOI

      10.1002/cbic.201600454

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Blockade and staircase phenomena of holes in mesoscopic scale λ-deoxyribonucleic acid/SiO2/Si structure2016

    • 著者名/発表者名
      N. Matsuo, T. Takada, A. Heya, K. Yamana, T. Sato, S. Yokoyama, Y. Omura
    • 雑誌名

      IEEE Electron Device Letters

      巻: 37 号: 2 ページ: 224-227

    • DOI

      10.1109/led.2015.2510451

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Helically Assembled Pyrene Arrays on an RNA Duplex that Exhibit Circularly Polarized Luminescence with Excimer Formation2016

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura, J. Suzuki, F. Ota, T. Takada, K. Akagi, K. Yamana
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 22 号: 27 ページ: 9121-9124

    • DOI

      10.1002/chem.201602043

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Donor-acceptor heterojunction configurations based on DNA-multichromophore arrays2015

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura, K. Tsuto, A. Jomura, T. Takada, K. Yamana
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J

      巻: 21 号: 33 ページ: 11788-11792

    • DOI

      10.1002/chem.201501955

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] "Signal-On"型電気化学核酸プローブを利用した標的核酸検出センサーの開発2018

    • 著者名/発表者名
      西村 弘基・高田 忠雄・山下 智也・中村 光伸・山名 一成
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会 (2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シアニン色素を構造内部に有する発光性核酸プローブの開発2018

    • 著者名/発表者名
      西田 航磨・高田 忠雄・本多 由理佳・中野 葵・中村 光伸・山名 一成
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会 (2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ピラー型電極を利用した高感度電気化学DNAセンサーの開発2017

    • 著者名/発表者名
      山下 智也・高田 忠雄・中村 光伸・山名 一成
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] DNA構造を利用したチアゾール会合体の構築と発光特性制御2017

    • 著者名/発表者名
      本多 由理佳・高田 忠雄・中村 光伸・山名 一成
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Artificial Nucleic Acid Probes Possessing Stacked Fluorescent Chromophores2017

    • 著者名/発表者名
      Tadao, Takada, Aoi Nakano, Mitsunobu Nakamura, Kazushige Yamana
    • 学会等名
      ISNAC 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 発光性色素クラスターを有するDNAの作製と発光特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      高田 忠雄・本多 由理佳・中村 光伸・山名 一成
    • 学会等名
      2016年光化学討論会
    • 発表場所
      東京大学駒場第一キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ピレン修飾核酸の蛍光挙動2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木 淳平・中村 光伸・高田 忠雄・ 山名 一成
    • 学会等名
      2016年光化学討論会
    • 発表場所
      東京大学駒場第一キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Fluorescent nucleic acids possessing perylenediimide stacks2016

    • 著者名/発表者名
      Tadao Takada, Kazushige Yamana
    • 学会等名
      2016 International Round Table on Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids
    • 発表場所
      パリ(フランス)
    • 年月日
      2016-07-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNAを鋳型にした色素会合体の構築とその連結の検討2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木淳平, 中村光伸, 高田忠雄, 山名一成
    • 学会等名
      日本化学会 第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学(京都府京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Photochemical characterization of homo- and heterocomplexes of perylenediimide derivatives constructed within DNA duplex2015

    • 著者名/発表者名
      Tadao Takada, Syunya Ishino, Misa Ido, Mitsunobu Nakamura, Kazushige Yamana
    • 学会等名
      ISNAC 2015
    • 発表場所
      イーグレ姫路(兵庫県姫路市)
    • 年月日
      2015-09-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Construction of DNA-modified electrodes with gold nanoparticles showing photocurrent response2015

    • 著者名/発表者名
      Syunori Kazue, Tadao Takada, Mitsunobu Nakamura, Kazushige Yamana
    • 学会等名
      ISNAC 2015
    • 発表場所
      イーグレ姫路(兵庫県姫路市)
    • 年月日
      2015-09-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ペリレンジイミドヘテロダイマーを有する核酸コンジュゲートの作製と核酸検出蛍光センサーへの応用2015

    • 著者名/発表者名
      高田忠雄, 石野竣也, 中村光伸, 山名一成
    • 学会等名
      第9回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      熊本大学(熊本県熊本市)
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ペリレンジイミドのヘテロ二量体を有するDNA複合体の発光応答と蛍光バイオセンサーへの応用2015

    • 著者名/発表者名
      高田忠雄, 石野竣也, 井戸美佐, 中村光伸, 山名一成
    • 学会等名
      2015年光化学討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] Modified Nucleic Acids2016

    • 著者名/発表者名
      Tadao Takada, Mitsunobu Nakamura, Kazushige Yamana
    • 総ページ数
      20
    • 出版者
      Springer Link
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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