| 研究課題/領域番号 |
20K05251
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分28010:ナノ構造化学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
中野 美紀 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20415722)
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| 研究分担者 |
松田 直樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 上級主任研究員 (10344219)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 固液界面 / 機能性分子 / 吸着 / 自己組織化膜 / 脱離 / 吸収スペクトル / タンパク質 / 表面、界面 / 自己組織化単分子膜 / 固定化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
機能性分子をセンサ素子等のデバイス応用として用いる際、機能を維持した状態で固液界面に分子を固定する必要がある。本研究ではガラス等の固体表面と水溶液からなる固液界面にシラン化合物等の自己組織化単分子膜を種々の条件で形成させ、タンパク質等の機能性分子の固定を行う。固液界面の自動洗浄機構とスラブ光導波路（SOWG）分光法による吸収スペクトル変化のその場観察を組み合わせ、これら機能性分子の固定割合と分子機能維持の確認を行い、SAM膜形成方法最適化の指針を得る。
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| 研究成果の概要 |
界面利用デバイス最大の課題は、吸着分子の固定割合と機能維持を確認できない点である。界面制御にはどの自己組織化単分子（SAM）膜を表面修飾に用いるか絞ることが非常に重要である。本研究ではスラブ光導波路（SOWG）分光法を用いるその場観察結果を吸着分子の固定割合と機能維持の評価方法として確立した。疎水性シラン化合物と親水性ホスホン酸化合物のSAM膜を形成させた薄板ガラスを用いた場合にチトクロームc（Cytc）の固定割合は著しく増加するとともに酸化還元機能も維持した。固定割合評価に先立つCytcの吸着時間を増加させると固定割合が増加したため、吸着に伴うCytcの構造変化が生じていることが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
最先端技術でも固液界面におけるその場観察は対象物質が極微少量のため吸着量の変化や分子の機能維持判定は非常に困難である。そこで本研究では吸着の絶対量変化ではなく、吸着量の減少割合を可視領域の吸収スペクトル減少から計測した点で独創的な研究内容であり学術的意義が大きい。これらの成果が今後のデバイス開発に積極的に用いられることを想定すると、社会的意義も大きい。
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