| 研究概要 |
(1)自己組織化単分子膜(SAM)の末端をOH,COOHおよびNH_2で置換することにより膜表面に異なる電荷を導入した。また,側鎖に異なる電荷を持つferrocene(Fc)類を合成した。SAMで修飾した金電極(SAM/Au)を用いてFcの酸化還元挙動を測定することにより,末端基の電荷が及ぼす電気二重層電位への影響を定量的に見積もった。末端がOHの場合に比べて,NH_2やCOOHの場合は二重層電位が15〜45mVそれぞれ正および負電位側にシフトすることがわかった。これらの知見をもとに,SAM/Auをカテコール類の選択性電極としての可能性を検討したところ,末端がCOOHの場合はドーパミンに対して選択的に応答し,末端がNH_2の場合はカフェイン酸などの側鎖にカルボキシル基を持つカテコールに対して選択的に応答することが確認できた。
(2)NH_2置換SAMの反応性を利用してSAM表面に電気化学的活性なキノン類を固定化し,その電気化学的挙動を調べた。ナフトキノンでは,SAMアルキル鎖長の増加にしたがって酸化還元速度が指数関数的に減少し,効果的に電荷移動速度を制御できることが示された。一方,キノリンキノンではアルキル鎖長によらず可逆な酸化還元挙動が観測され,アルキル鎖長の影響は,固定化された酸化還元種により異なることが明らかになった。
(3)側鎖が枝分かれ構造をした二種類のジペプチドを電極に固定化して,溶存酸化還元種の応答に対する共存イオンの影響を調べた。側鎖が長いペプチドでは,共存イオンとの結合による構造変化が大きいために,共存イオンの種類によって酸化還元応答に大きな差が現れるが,側鎖の短いものでは差が小さくなった。従って、枝分かれ構造の導入によってSAM修飾電極がイオンに対する選択性電極としての可能性が示された。
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