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高分子ナノ繊維表面の分子配向を利用した一次元分子修飾手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 17K17765
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生物機能・バイオプロセス
高分子・繊維材料
研究機関福井大学

研究代表者

坂元 博昭  福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (70552454)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードナノ繊維 / 分子配向 / 高機能繊維 / エレクトロスピニング法 / 表面修飾 / 分子修飾 / 機能性繊維
研究成果の概要

高分子材料をナノ繊維化した際、単に細くなるだけでなく、繊維を構成する分子配向が高まることが知られている。研究代表者は、この点に着目し、原子間力顕微鏡(AFM)によってナノ繊維表面の構造観察を行った結果、20 nmの分子ドメインが繊維長軸方向に沿って配列することを見出した。次いで、繊維表面の分子構造変化に伴い、生体分子吸着特性が高まることを明らかにした。本研究では、繊維長軸方向へ直線的に分子が吸着しているという仮説の検証と、その工学応用として1次元分子配置技術の確立を目的とする。本提案は、表面構造が制御された材料表面へ生体分子を一次元に配置させる新たな分子修飾技術へとつながることが期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で提案する「生体分子を材料表面へ一次元的に配置させる技術」は、異なる酵素による連続的なカスケード反応の解析ツール、特定の方向にのみ機能発現する材料(異方性材料)など機能性材料開発のための新たな手法として寄与することが期待される。本提案は、医療診断、創薬分野、および材料分野におけるあらたな材料開発の可能性を広げる基盤技術につながると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Electrochemical characteristics of a gold nanoparticle-modified controlled enzyme?electrode contact junction electrode2021

    • 著者名/発表者名
      Mori Saki、Kitta Yohei、Sakamoto Hiroaki、Takamura Eiichiro、Suye Shin-ichiro
    • 雑誌名

      Biotechnology Letters

      巻: 43 号: 5 ページ: 1037-1042

    • DOI

      10.1007/s10529-021-03092-3

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of one-dimensional arrays of nanoparticles using segmented polyurethane nanofiber prepared by electrospinning2020

    • 著者名/発表者名
      T. Meboso, M. Horie, H. Sakamoto, E. Takamura, S. Suye
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 31 号: 45 ページ: 455606-455606

    • DOI

      10.1088/1361-6528/ababca

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biocathode design with highly‐oriented immobilization of multi‐copper oxidase from Pyrobaculum aerophilum onto a single‐walled carbon nanotube surface via a carbon nanotube‐binding peptide2020

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Hiroaki、Futamura Rie、Tonooka Aina、Takamura Eiichiro、Satomura Takenori、Suye Shin‐ichiro
    • 雑誌名

      Biotechnology Progress

      巻: 37 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1002/btpr.3087

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanofiber-guided orientation of electrospun carbon nanotubes and fabrication of aligned CNT electrodes for biodevice applications2020

    • 著者名/発表者名
      H. Sakamoto, I. Fujiwara, E. Takamura, S. Suye
    • 雑誌名

      Mater. Chem. Phys.

      巻: 245 ページ: 122745-122745

    • DOI

      10.1016/j.matchemphys.2020.122745

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of electrothermal heat on driving of polymer nanofibers as an actuator2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Sunahase, S. Matsui, S. Amaya, H. Sakamoto, S. Suye
    • 雑誌名

      Sensor Actuat. A-Phys

      巻: 295 ページ: 231-236

    • DOI

      10.1016/j.sna.2019.04.023

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Biofuel Cell Using a Complex of Highly Oriented Immobilized His-Tagged Enzyme and Carbon Nanotube Surface Through a Pyrene Derivative2019

    • 著者名/発表者名
      H. Sakamoto, A. Koto, E. Takamura, H. Asakawa, T. Fukuma, T. Satomura S. Suye
    • 雑誌名

      J. Nanosci. Nanotechnol.

      巻: 19 号: 6 ページ: 3551-3557

    • DOI

      10.1166/jnn.2019.16121

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 太さの異なるナノファイバーへのタンパク質吸着特性2019

    • 著者名/発表者名
      坂元博昭, 目細太一, 末信一朗
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 139

    • NAID

      130007657517

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A l-proline/O2 biofuel cell using l-proline dehydrogenase (LPDH) from Aeropyrum pernix2018

    • 著者名/発表者名
      A.Tonooka, T. Komatus, S. Tanaka, H. Sakamoto, T. Satomura, S. Suye
    • 雑誌名

      Mol. Biol. Rep.

      巻: 45 号: 6 ページ: 1821-1825

    • DOI

      10.1007/s11033-018-4328-z

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a high-sensitive electrochemical detector with micro-stirrer driven by surface acoustic waves2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Sakamoto, Hiroki Kitanishi, Satoshi Amaya, Tsunemasa Saiki, Yuichi Utsumi, and Shin-ichiro Suy
    • 雑誌名

      Sensor and actuator B

      巻: 260 ページ: 705-709

    • DOI

      10.1016/j.snb.2017.12.196

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication and Characterization of Fe/Polyurethane Nanofiber Actuator Prepared by Electrospinning2017

    • 著者名/発表者名
      H. Sakamoto, S. Amaya, Y. Sunahase and S. Suye
    • 雑誌名

      Journal of Fiber Science and Technology

      巻: 73 号: 6 ページ: 135-138

    • DOI

      10.2115/fiberst.2017-0019

    • NAID

      130005697137

    • ISSN
      2189-7654
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of protein adsorption on stretched polyurethane nanofibers prepared by electrospinning2017

    • 著者名/発表者名
      Morita Yuko、Sakamoto Hiroaki、Suye Shin-ichiro
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 7 号: 89 ページ: 56484-56488

    • DOI

      10.1039/c7ra11942a

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ナノファイバーを用いたカーボンナノチューブ配向バイオカソードの構築2020

    • 著者名/発表者名
      二村梨絵, 坂元博昭, 髙村映一郎, 里村武範, 末信一朗
    • 学会等名
      電気化学会第87回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノファイバーをガイドとしたカーボンナノチューブ配向電極の開発とそのバイオデバイスへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      坂元博昭、藤原郁也, 髙村映一郎, 末信一朗
    • 学会等名
      2019年度繊維学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 延伸ポリウレタンナノファイバーの分子配向を利用した白金ナノ粒子修飾繊維の開発2019

    • 著者名/発表者名
      目細太一, 坂元博昭, 末信一朗
    • 学会等名
      2019年度繊維学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 白金ナノ粒子の表面分布を制御した活性酸素種分解ポリウレタン繊維の開発2019

    • 著者名/発表者名
      目細太一, 髙村映一郎, 坂元博昭, 末信一朗
    • 学会等名
      第36回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 電熱駆動型ナノファイバーアクチュエータの創成と駆動メカニズムの解明2018

    • 著者名/発表者名
      砂長谷祐樹, 天谷 諭, 坂元 博昭, 末 信一朗
    • 学会等名
      平成30年度繊維学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 延伸ナノ繊維表面に発現する直線状セグメントを利用した一次元分子修飾2018

    • 著者名/発表者名
      坂元 博昭, 森田 祐子, 目細 太一, 末 信一朗
    • 学会等名
      平成30年度繊維学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高性能バイオデバイスを目指したカーボンナノチューブ配向電極の開発2018

    • 著者名/発表者名
      藤原 郁也, 大池 智明, 松崎 祥平, 坂元 博昭, 末 信一朗
    • 学会等名
      第70回生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分子ナノファイバーを素子として用いたアクチュエータの電気刺激応答2018

    • 著者名/発表者名
      砂長谷祐樹, 三井 翔太, 天谷 諭, 坂元 博昭, 末 信一朗
    • 学会等名
      平成30年度繊維学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 材料表面への分子修飾による機能材料の創出とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      坂元 博昭
    • 学会等名
      微細加工とその応用シンポ ジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 吸着タンパク質の2次構造/活性が保持されたポリウレタンナノファイバー基材2018

    • 著者名/発表者名
      森田祐子, 坂元博昭, 末信一朗
    • 学会等名
      第27回インテリジェント材料/システムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ポリウレタンナノファイバー表面へのタンパク質吸着挙動の解析とその構造および活性変化の評価2017

    • 著者名/発表者名
      森田裕子, 坂元博昭,末信一朗
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 紛体の表面処理・複合化技術集大成 -基礎から応用まで-2018

    • 著者名/発表者名
      坂元 博昭, 末 信一朗
    • 総ページ数
      752
    • 出版者
      テクノシステム
    • ISBN
      9784924728813
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://ecnffukui.acbio.u-fukui.ac.jp/~lab/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 福井大学機能材料研究室ホームページ

    • URL

      http://ecnffukui.acbio.u-fukui.ac.jp/~lab/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 福井大学研究者総覧

    • URL

      http://t-profile.ad.u-fukui.ac.jp/profile/ja.facba8613e449286520e17560c007669.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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