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2013 年度 実績報告書

特異的分子認識による生体機能の固体表面への集積

研究課題

研究課題/領域番号 12J00113
研究機関横浜国立大学

研究代表者

山崎 憲慈  横浜国立大学, 工学府, 特別研究員(DC2)

キーワードグラフェン / 脂質二重膜 / 分子認識 / バイオインターフェース
研究概要

前年度に見出した支持表面の化学状態によるグラフェン表面への脂質膜展開領域制御について脂質膜の構造依存性について研究を行った。脂質膜の相転移温度がグラフェン―脂質膜間の相互作用に影響することがわかった。ゲル相の分子を用いた場合、脂質分子内の疎水基が伸張することでグラフェンとの相互作用が強くなりグラフェン表面全体に脂質単分子膜が展開した。グラフェン表面への脂質膜展開から、支持表面の親水性に応じた脂質単分子膜の選択的展開を実現し、支持表面が溶液中でグラフェンの物性に影響を与えていることを示した。前年度の研究と合わせた結果をJ. Phys. Chem. C誌に発表済みである。また一部の結果を筑波で開催された国際会議ACSIN-12にて発表を行い、Best Poster Awardを受賞した。グラフェン表面に生体機能を模擬した構造を構築するため、グラフェン表面への脂質二重膜の形成を行った。強い疎水性を示すグラフェン表面への脂質二重膜形成は困難であるが、脂質膜を支えるリンカー分子をグラフェンエッジに選択的に吸着させることで酸化膜付きシリコン基板上に形成したグラフェン表面に脂質二重膜を形成することに成功した。原子間力顕微鏡による測定結果からグラフェン表面に形成した脂質二重膜は基板表面に形成した場合に比べて強度が低いことがわかった。より相転移温度の高い脂質分子を用いることでグラフェン表面での脂質二重膜の崩壊を抑制することに成功した。リンカー分子の大きさによってグラフェンと脂質二重膜の距離を制御可能であることを示し、グラフェン表面上に形成した脂質二重膜がイオンチャネルなどの膜タンパク質を埋め込み可能な構造であることがわかった。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Graphene film formation on insulating substrates using polymer films as carbon source2014

    • 著者名/発表者名
      高見俊志、清野亮介、山崎憲慈、荻野俊郎
    • 雑誌名

      J. Phys. D : Appl. Phys.

      巻: 47 ページ: 094015.1-7

    • DOI

      10.1088/0022-3727/47/9/094015

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of interfaces between graphene films and support substrates by observation of lipid membrane formation2013

    • 著者名/発表者名
      山崎憲慈、國井俊佑、荻野俊郎
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 117 ページ: 18913-18918

    • DOI

      10.1021/jp404458g

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective Adsorption of Bilirubin against Albumin to Oxidized Single-Wall Carbon Nanohorns2013

    • 著者名/発表者名
      山崎憲慈、新家康介、荻野俊郎
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces B : Biointerfaces

      巻: 112 ページ: 103-107

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2013.07.064

    • 査読あり
  • [学会発表] Selective Formation of Lipid Membranes on Graphene Films by Surface Engineerine of Support Substrates2013

    • 著者名/発表者名
      山崎憲慈、荻野俊郎
    • 学会等名
      2013 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Hynes convention center, Boston, USA
    • 年月日
      2013-12-04
  • [学会発表] Characterization of Graphene Films in Liquid Environment by O bservation of Lipid Membrane Formation2013

    • 著者名/発表者名
      山崎憲慈、荻野俊郎
    • 学会等名
      ACSIN-12
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2013-11-05
  • [学会発表] Characterization of graphene films in liquid environment for bio-applications2013

    • 著者名/発表者名
      山崎憲慈、荻野俊郎
    • 学会等名
      2013 JSAP-MRS Joint Symposia
    • 発表場所
      同志社大学(京都)
    • 年月日
      2013-09-19
  • [学会発表] グラフェン表面への脂質膜形成に対する構成分子依存性2013

    • 著者名/発表者名
      山崎憲慈, 荻野俊郎
    • 学会等名
      季第74回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学(京都)
    • 年月日
      2013-09-17

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公開日: 2015-07-15  

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