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電極間伸長固定DNA/光電機能分子単一鎖ネットワークの光電機能

公募研究

研究領域分子アーキテクトニクス:単一分子の組織化と新機能創成
研究課題/領域番号 16H00955
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関千葉大学

研究代表者

小林 範久  千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (50195799)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2017年度)
配分額 *注記
5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード先端機能デバイス / ナノバイオ / 生体材料 / 単一鎖機能 / 分子ネットワーク
研究実績の概要

単一鎖レベルで,(光吸収・電荷分離・電荷輸送)過程や(電荷輸送・電荷再結合・発光)過程などの高次機能を有するDNA/光電機能分子高次組織体を電極間に伸長固定し,単一鎖レベルでの高次構造と光電機能の関連を明らかにすることで,分子レベルでのDNA 物性への理解を深めるとともに,革新的な光電機能を示す次世代分子ネットワークの創製を目的とする。
平成29年度は,以下の二つの観点から光電機能性DNA鎖ネットワークとしての特製評価を行った。
1) 電極間隔25μmの対向電極間にDNAを伸長配向した場合,電極間中央部分ではDNA単一鎖伸張固定できるものの,高電界強度印加の影響か電極表面近傍でのDNA伸張構造はかなり乱雑に乱れる。電極表面上でも単一鎖レベルで引き伸ばされたDNA鎖の物性評価を行うため,誘電伸張に用いる電極間の内側に一対のフロート電極を導入した電極系を作成した(研究打切りにより,既に発注済みの電極作製費用は本補助事業から補助されず,別途支払いを行わざるを得なかった)。この電極を用いてDNAの誘電伸張固定を行ったところフロート電極間にDNAが単分子レベルで橋渡しされていることが確認された。フロート電極近傍にDNAの乱れは認められず,単分子レベルにおけるDNA電気物性評価に有効な系と考えられる。
2) 同様に,光電機能性や配向構造の評価をより明確にまた定量的に行うため,単一鎖のみではなくDNA伸張固定鎖が2次元状に連続したDNA/光電機能分子一軸配向ナノシートの作成を試みた。電極上に展開するDNA溶液中のDNA濃度増加させ誘電伸長させることで,フロート電極間に,一軸配向が期待されるDNAナノシートの作製が可能となった。1)と併せ,電極間伸長固定されたDNA光電機能物性の定量的評価に有効と思える試料の作成が可能となった。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Beijing Inst. of Graph. and Communi.(China)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Wroclaw University of Technology(Poland)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Ultrafast Response in AC-Driven Electrochemiluminescent Cell Using Electrochemically Active DNA/Ru(bpy)32+ Hybrid Film with Mesoscopic Structures2017

    • 著者名/発表者名
      S. Tsuneyasu, R. Takahashi, H. Minami, K. Nakamura and N. Kobayashi,
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 8525-8525

    • DOI

      10.1038/s41598-017-09123-2

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High Temperature Hysteresis in Bio-Organic Field-Effect Transistor based on DNA-CTMA as Gate Dielectric2017

    • 著者名/発表者名
      L. Liang, L. Li, Y. Mitsumura, K. Nakamura, S. Uemura, T. Kamata, Y. Wei and N. Kobayashi
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 30 号: 4 ページ: 513-517

    • DOI

      10.2494/photopolymer.30.513

    • NAID

      130005950313

    • ISSN
      0914-9244, 1349-6336
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electrochemical Stability of Diphenylanthracene and Its Effect on Alternating Current-Driven Blue-Light Electrochemi- luminescent Properties2017

    • 著者名/発表者名
      S. Tsuneyasu, T. Ichikawa, K. Nakamura and N. Kobayashi
    • 雑誌名

      ChemElectroChem.

      巻: 4 号: 7 ページ: 1731-1735

    • DOI

      10.1002/celc.201600896

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Why were Alternating- Current-Driven Electrochemiluminescence Properties from a Ru(bpy)32+ Dramatically Improved by the Addition of Titanium Dioxide Nanoparticles?2016

    • 著者名/発表者名
      S.Tsuneyasu, K. Ichihara, K. Nakamura and N. Kobayashi
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 18 号: 24 ページ: 16317-16324

    • DOI

      10.1039/c6cp02881k

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Temperature Dependence of Transfer Characteristics of OTFT Memory Based on DNA-CTMA Gate Dielectric2016

    • 著者名/発表者名
      L. Liang, Y. Mitsumura, K. Nakamura, S. Uemura, T. Kamata and N. Kobayashi
    • 雑誌名

      Organic Electronics

      巻: 28 ページ: 294-298

    • DOI

      10.1016/j.orgel.2015.11.003

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Photonic and electronic device application with DNA2016

    • 著者名/発表者名
      Norihisa Kobayashi
    • 学会等名
      SPIE 2016 Security and Diffence
    • 発表場所
      Eginburgh, UK
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DNA as an Attractive Material for Electronics and Photonics2016

    • 著者名/発表者名
      Norihisa Kobayashi
    • 学会等名
      SPIE Optics+Photonics 2016
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2016-08-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electrochemiluminescence toward Light Emitting Devices and Dual Mode Diplays2016

    • 著者名/発表者名
      Norihisa Kobayashi
    • 学会等名
      46th Korean Soc. Image Sci and Tech Fall Meeting 2016
    • 発表場所
      Busan, South Korea
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Interelectrode Stretched Photoelectro-Functional DNA Nano in "Molecular Architectonics The Third Stage of Single Molecule Electronics"2017

    • 著者名/発表者名
      Norihisa Kobayashi and Kazuki Nakamura
    • 総ページ数
      539
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] Control of Emission and Coloration in Electrochemical Systems and Its Applications in "Luminescence in Electrochemistry"2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kanazawa, K. Nakamura and N. Kobayashi
    • 総ページ数
      361
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 小林範久・中村一希研究室

    • URL

      http://photo-m.tp.chiba-u.jp/i-poly/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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