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高分子ゲル複合水晶振動子を用いた生体分子認識・情報化デバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18560729
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関東京工業大学 (2007)
(財)産業創造研究所 (2006)

研究代表者

清田 佳美  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 連携准教授 (60216504)

研究分担者 佐野 景子 (瀧 景子)  (財)産業創造研究所, 生物工学部, 研究員 (50332284)
岩佐 敏  (財)産業創造研究所, 化学研究部, 研究員 (70425768)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 300千円)
2007年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2006年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード高分子ゲル / 生体分子 / 分子認識 / センサー / 抗原抗体反応 / 水晶振動子 / 粘弾性 / 刺激応答 / デバイス
研究概要

N-イソプロピルアクリルアミドもしくはその共重合体ゲルを用いて、0.5μLレベルの微量ハイドロゲルを作製する手法を確立した。本ゲルを水晶振動子マイクロバランス上に作製・固定する手法を検討し、物理的に水晶振動子上に接着する手法で適用性があることを確認した。水晶振動子に蒸着する電極は金電極がよく、白金電極では適用性がないことが分かった。ゲルネットワークにタンパク質を化学的に結合して導入する手法を種々検討した結果、サクシンイミド誘導体を用いたアミド結合に起因するタンパク質の化学修飾、ゲルろ過による化学修飾タンパク質の精製、ラジカル重合によるタンパク質のネットワーク導入手法が適用できることを明らかにした。タンパク質にビニル基が導入されていることを確証する手法とし、分光分析およびゲルろ過によってビニル基導入を確認した。マイクロゲルを複合したQCMを用いて種々の温度、pH、吸着分子共存条件でQCMの応答挙動を観察し結果、環境条件に依存してゲルの粘弾性が敏感に変化すること分かった。特に、従来観測が極めて困難な収縮相のゲルの粘弾性挙動を鋭敏に観測可能であるとが分かった。ゲルネットワークに吸着する疎水性有機分子共存下の水晶振動子応答挙動を観測した。ゲルネットワークと強く相互作用する有機分子が共存すると、ゲルの粘弾性が極めて鋭敏に変化することが明らかとなった。この粘弾性の変化は0.00001Mオーダーの吸着質濃度でも有機可能であり、微量の物質がゲルネットワークに吸着することをトリガーとして、ゲルの粘弾性変化を水晶振動子でセンシングするデバイスを構築可能であることが確認できた。抗原抗体反応系を導入したゲルで抗体分子を高感度にセンシング可能であることを確認した。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (30件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Sensing of adsorption induced phase behavior of stimuli-sensitive polymer hydrogel using quartz crystal microbalance2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshimi Seida
    • 雑誌名

      Transaction fo the Material Research Society of Japan 32(3)

      ページ: 783-786

    • NAID

      130007922932

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Viscoelestic Behavior of Thermoresponsive Polymer Hydrogel with0 rganic Adsorbate using Quartz Crystal Microbalance2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Nakano
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 36(10)

      ページ: 1204-1205

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sensing of Adsorption Induced Phase Behavior of Stimuli-sensitive Polymer Hydrogel using QCM2007

    • 著者名/発表者名
      Y., Seida
    • 雑誌名

      Transaction fo the Material Research Society of Japan 32(3)

      ページ: 783-786

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Viscoelestic Behavior of Thermo-responsive Polymer Hydrogel with Organic Adsorbate using Quartz Crystal Microbalance2007

    • 著者名/発表者名
      Y., Nakano
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 36(10)

      ページ: 1204-1205

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phase Control of Thermo-responsive Polymer Gels and Their Physical Properties2007

    • 著者名/発表者名
      Y., Seida
    • 雑誌名

      Separation Technology Series 9, Physical Properties for Industrial Production Processes, The Society of Separation Process Engineering, Japan, Tokyo

      ページ: 181-186

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Sensing of adsorption induced phase behavior of stimuli-sensitive polymer hydrogel using quartzcrystal microbalance2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Seida, I. Sato, Y. Nakano and Y. Nakan
    • 雑誌名

      Transaction fo the Material Research Society of Japan 32(3)

      ページ: 783-786

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Viscoelestic Behavior of Thermoresponsive Polymer Hydrogel with Organic Adsorbate using Quartz Crystal Microbalance2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakano, I. Sato, Y. Seida and Y. Nakan
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 36(10)

      ページ: 1204-1205

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermo-responsibility of Poly(acrylic acid)-Netal Ion Complex2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Seida, Y.Nakano
    • 雑誌名

      The 17th Symposium of Materials Research Society of Japan, Advanced materials researches cut paths to innovation, Program and abstract

      ページ: 243-243

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Sensing Phase Behavior of Stimuli-sensitive Polymer gel using QCM coated with the polymer2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Seida, I.Sato, K.Taki, Y.Nakano
    • 雑誌名

      The 17th Symposium of Materials Research Society of Japan, Advanced materials researches cut paths to innovation, Program and abstract

      ページ: 246-246

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermo-responsive phase behavior of poly(acrylic acid,sodium salt)-metal cation comples system2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Seida, Y.Nakano
    • 雑誌名

      Proc. European Chemical Comgress, Abstract Book (CD-ROM版)

      ページ: 297-297

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 金属イオン吸着ポリアクリル酸の温度応答機構2006

    • 著者名/発表者名
      清田佳美, 中野義夫
    • 雑誌名

      分離技術会年会2006、技術・研究発表講演要旨集

      ページ: 119-119

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 高分子ゲル被覆QCMの吸着誘起応答挙動2006

    • 著者名/発表者名
      清田佳美, 佐藤至, 中野義夫
    • 雑誌名

      第20回日本吸着学会研究発表会講演要旨集

      ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 金属イオン吸着ポリアクリル酸の相挙動と親疎水性2006

    • 著者名/発表者名
      清田佳美, 中野義夫
    • 雑誌名

      化学工学会第28回秋季大会研究発表講演要旨集 (CD-ROM)

    • NAID

      130004664710

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 高分子ハイドロゲル粒子の物性と機能化〜分子センシングに向けて〜2008

    • 著者名/発表者名
      清田佳美
    • 学会等名
      化学工学に関する沖縄ワークショップ・機能性微粒子分科会(依頼講演)
    • 発表場所
      沖縄産業支援センター(那覇)
    • 年月日
      2008-02-09
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Function and Physical Property of Polymer Gel Particle-Intend to Molecular2008

    • 著者名/発表者名
      Y., Seida
    • 学会等名
      Sensing-Chemical Engineering Workshop in Okinawa
    • 発表場所
      Naha. Okinawa
    • 年月日
      2008-02-09
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 高分子ハイドロゲル粒子の物性と機能化〜分子センシングに向けて〜2008

    • 著者名/発表者名
      清田佳美
    • 学会等名
      化学工学に関する沖縄ワークショップ・機能性微粒子分科会
    • 発表場所
      産業支援センター(沖縄)
    • 年月日
      2008-02-09
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 高分子ゲルの粘弾性を指標とする分子センシングの可能性2008

    • 著者名/発表者名
      清田佳美
    • 学会等名
      化学工学会, 高分子材料開発のための俯瞰的シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学(東京)
    • 年月日
      2008-01-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Feasibility of Molecular Sensing based on Visco-elasticity of Polymer Gel2008

    • 著者名/発表者名
      Y., Seida
    • 学会等名
      Symposium for Development of Polymer Based Materials
    • 発表場所
      Tokyo Inst. Tech., Tokyo
    • 年月日
      2008-01-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 高分子ゲルの粘弾性を指標とする分子センシングの可能性2008

    • 著者名/発表者名
      清田佳美, 中野由理, 中野義夫
    • 学会等名
      化学工学会, 高分子材料開発のための傭瞰的シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学(東京)
    • 年月日
      2008-01-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Sensing of Biomolecules by Stimuli-Responsive Hydrogel Coupled with Quartz Crystal Microbalance2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshimi Seida
    • 学会等名
      第18回日本MRS学術シンポジウム
    • 発表場所
      日本大学(東京)
    • 年月日
      2007-12-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Sensing of Biomolecules by Stimuli-Responsive Hydrogel Coupled with Quartz Crystal Microbalance2007

    • 著者名/発表者名
      Y., Seida
    • 学会等名
      The 18th MRSJ Symposium
    • 発表場所
      Nihon, Univ. Tokyo
    • 年月日
      2007-12-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Sensing of Biomolecules by Stimuli-Responsive Hydrogel Coupled with Quartz Crystal Microbala2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakano, Y. Seida, K. Taki and Y. Nakano
    • 学会等名
      第18回日本MRS学術シンポジウム
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2007-12-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 高分子ゲル-QCM複合デバイスによる生体分子センシング2007

    • 著者名/発表者名
      中野義夫
    • 学会等名
      第21回日本吸着学会
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2007-09-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Sensing of Biomolecule using Polymer Gel-QCM Conjugate Device2007

    • 著者名/発表者名
      Y., Seida
    • 学会等名
      The 21 nd Japan Society on Adsorption
    • 発表場所
      Tokyo Univ., Tokyo
    • 年月日
      2007-09-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Sensing of Stimuli-response of Polymer Gel using QCM2007

    • 著者名/発表者名
      Y., Seida
    • 学会等名
      The 39th Autumn Meeting of Chemical Engineer of Japan
    • 発表場所
      Hokkaido Univ. Sapporo
    • 年月日
      2007-09-16
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] QCMによる高分子ゲルの刺激応答センシング2007

    • 著者名/発表者名
      清田佳美, 佐藤至, 中野義夫
    • 学会等名
      化学工学会秋季大会
    • 発表場所
      福岡大学(福岡)
    • 年月日
      2007-09-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] QCMによる高分子ゲルの刺激応答センシング2007

    • 著者名/発表者名
      清田佳美
    • 学会等名
      化学工学会第39回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2007-09-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Molecular Sensing using Stimuli-sensitive Polymer Hydrogels Coupled with Quartz Crystal Microbalance2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshimi Seida
    • 学会等名
      GelSymposium 2007
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2007-08-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Molecular Sensing using Stimuli-sensitive Polymer Hydrogels Coupled with Quartz Crystal Microbalance2007

    • 著者名/発表者名
      Y., Seida
    • 学会等名
      GelSymposium 2007
    • 発表場所
      Tokyo Univ., Tokyo
    • 年月日
      2007-08-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 感温性高分子ゲルの吸着に伴うQCM応答2007

    • 著者名/発表者名
      清田佳美
    • 学会等名
      分離技術会年会2007
    • 発表場所
      名古屋工業大学(名古屋)
    • 年月日
      2007-06-01
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] QCM Response in Thermo-sensitive Polymer Gel Through Adsorption2007

    • 著者名/発表者名
      Y., Seida
    • 学会等名
      The Society of Separation Process Engineering, Japan 2007
    • 発表場所
      Nagoya Inst. Tech., Nagoya
    • 年月日
      2007-06-01
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Thermo-responsibility of Poly(acrylic acid)-Metal Ion Complex System2006

    • 著者名/発表者名
      Yoshimi Seida
    • 学会等名
      The 17th Symposium of the Materials Research Society of Japan
    • 発表場所
      Nihon Univ.(Tokyo)
    • 年月日
      2006-12-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Thermo-responsibility of Poly(acrylic acid) -Metal Ion Complex System2006

    • 著者名/発表者名
      Y., Seida
    • 学会等名
      The 17th Symposium of the Materials Research Society of Japan
    • 発表場所
      Nihon Univ., Tokyo
    • 年月日
      2006-12-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Sensing of Phase Behavior of Stimuli-sensitive Polymer gel using QCM coated with the polymer2006

    • 著者名/発表者名
      Yoshimi Seida
    • 学会等名
      The 17th Symposium of the Materials Research Society of Japan
    • 発表場所
      Nihon Univ.(Tokyo)
    • 年月日
      2006-12-09
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Sensing of Phase Behavior of Stimuli-sensitive Polymer gel using QCM coated with the polymer2006

    • 著者名/発表者名
      Y., Seida
    • 学会等名
      The 17th Symposium of the Materials Research Society of Japan
    • 発表場所
      Nihon Univ., Tokyo
    • 年月日
      2006-12-09
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 高分子ゲル被覆QCMの吸着誘起応答挙動2006

    • 著者名/発表者名
      清田佳美
    • 学会等名
      第20回日本吸着学会研究発表会
    • 発表場所
      大阪教育大学(大阪)
    • 年月日
      2006-09-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Sorption Induced Phase Behavior of QCM Covered with Polymer Gel2006

    • 著者名/発表者名
      Y., Seida
    • 学会等名
      The 20th Japan Society on Adsorption
    • 発表場所
      Osaka Kyoiku Univ., Fukuoka
    • 年月日
      2006-09-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 金属イオン吸着ポリアクリル酸の相挙動と親疎水性2006

    • 著者名/発表者名
      清田佳美
    • 学会等名
      化学工学会第38回秋季大会
    • 発表場所
      福岡大学(福岡)
    • 年月日
      2006-09-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Phase Behavior and Hydrophobicity of Poly Acrylic Acid Adsorbed by Metal ions2006

    • 著者名/発表者名
      Y., Seida
    • 学会等名
      The 38th Autumn Meeting of Chemical Engineer of Japan
    • 発表場所
      Fukuoka Univ. Fukuoka
    • 年月日
      2006-09-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Thermo-responsive phase behavior of poly(acrylic acid, sodium salt)-metal cation complex system2006

    • 著者名/発表者名
      Yoshimi Seida
    • 学会等名
      1st European Chemical Congress
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 年月日
      2006-08-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Thermo-responsive Phase Behavior of Poly (Acrylic acid, sodium salt) -Metal Cation Complex System2006

    • 著者名/発表者名
      Y., Seida
    • 学会等名
      1st European Chemical Congress
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 年月日
      2006-08-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 金属イオン吸着ポリアクリル酸の温度応答機構2006

    • 著者名/発表者名
      清田佳美
    • 学会等名
      分離技術会年会2006
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 年月日
      2006-06-02
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Mechanism of Thermo-responsiveness in Poly Acrylic Acid Adsorbed by Metal Ions2006

    • 著者名/発表者名
      Y., Seida
    • 学会等名
      The Society of Separation Process Engineering, Japan 2006
    • 発表場所
      Waseda Univ., Tokyo
    • 年月日
      2006-06-02
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] 分離技術シリーズ9, 実用製造プロセス物性集覧2007

    • 著者名/発表者名
      清田佳美(分担)
    • 出版者
      化学工業社
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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