| 研究課題/領域番号 |
21K18714
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
生田 昂 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80805929)
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| 研究分担者 |
正井 宏 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (70793149)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | グラフェン / 分子検出 / センサ / 微量検出 / 化学反応 / 結合開裂・生成 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
グラフェンが持つ微量検出能力を革新的に向上させるため、化学反応に基づく共有結合の開裂・形成過程に着目する。化学反応を電気や光といった外場によって制御することで、従来困難とされてきたppt以下の濃度領域において高い制御性を有した検出手法の確立を行う。グラフェン上に有機修飾を介して共有結合開裂・形成が可能な分子反応場を提供する。グラフェン上での電気・光による反応活性化を組み合わせることで、従来は捕捉困難であったターゲットに対しても高選択的な分子検出素子を実現する。このように、本概念はセンサの高感度化だけでなく、グラフェン界面と外場の協働効果による反応活性化という反応操作技術の創成を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究ではグラフェン上での化学反応を利用することにより官能基選択的にターゲット分子を検出することに成功した。また、光照射による化学反応の発生タイミングをコントロール可能であり、外場による検出開始タイミングを制御することにも成功した。本結果は、化学反応を利用することによりグラフェンセンサの高感度検出能を向上させるとともに、選択性も向上可能であり、更に検出タイミングの高い制御性という大きな利点を持ったセンサの実現に繋がる研究成果である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
グラフェンセンサを社会実装するにあたりの課題となる選択性と検出感度を飛躍的に向上させるため、官能基特異的に起きる化学反応に注目しグラフェン界面上で再現することにより溶液中でnMレベルでの生体由来物質の一つであるグルタチオンの検出に成功した。様々な評価により、高い選択性も有していることが分かり、実用的なセンサの要件の一つである選択性と感度を両立したセンサを実現した。
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