| 研究課題/領域番号 |
21K04831
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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28030:ナノ材料科学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
岩堀 健治 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (90467689)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021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 | フェリチンタンパク質 / カーボンナノチューブ / ペプチド / ナノ粒子 / 部位特異的結合 / 結合ペプチド / 生体高分子 / QCM / 遺伝子変異タンパク質 / 炭素欠陥 / バイオナノ粒子 / 炭素材料欠陥 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年カーボンナノチューブやグラフェンといった炭素材料は、特に電子デバイスや材料分野を中心に産業界で大変注目されている。一方、これらの炭素材料中に存在する微細な欠陥により、その材料特性が大きく変化することが問題となっている。本研究ではこの微細欠陥を簡便な方法でスピーディに探索し、欠陥の可視化と定量化の実現を目的としている。本研究によって得られる知見は、今後の炭素材料の安定化や高機能化に非常に役に立つはずである。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、炭素材料表面に特異的に結合するペプチド (DS-pep)を選択し、フェリチンタンパク質の外表面に修飾する事で、炭素材料表面の欠陥の迅速な検出・定量システムのための欠陥探索バイオナノ粒子 (DS-BNP) を作製を行った。DS-BNP の CNT 等への結合は透過型電子顕微鏡 （TEM）で観察していたが、我々は QCM を用いたより迅速で簡便な結合力を測定する方法を検討した。さらに作製した DS-BNP の空洞内に蛍光 CdS ナノ粒子を合成に成功し結合状態の可視化への道を開いた。今後、本システムを用いた「炭素材料の欠陥検出・定量化システム」の構築を目指して研究を継続する。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究ではペプチドの特異的な結合能力を活用し、球殻状タンパク質内部に蛍光ナノ粒子を合成することで、炭素表面に結合することができる欠陥探索バイオナノ粒子 (DS-BNP) の作製を行った。本研究より得られた知見は、今まで大型装置の使用やサンプル調整に時間と手間が必須であった、炭素材料の形状や欠陥状態の把握が簡単に可視化できるプロセスへの道筋を付けたと考えられる。さらなる研究の推進により、従来の問題であった市販炭素材料の不均一性、欠陥量や形状の多様性から引き起こされていた、特性変化や炭素材料を用いて作製した電子デバイスの性能低下等の原因をより早く解明する事が可能になるはずである。
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