分子・DNAレベルの素子

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13GS0017
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 藤平 正道 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (40013536)
• 研究分担者: 塚田 捷 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (90011650) ; 柳田 保子 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 講師 (10282849) ; 小畠 英理 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教授 (00225484) ; 迫村 勝 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 助手 (20235237) ; 和田 恭雄 早稲田大学, ナノテクノロジー研究所, 教授
• キーワード: 分子素子 / 走査プローブ顕微鏡 / 一分子計測 / 核酸 / 蛋白質

研究概要

本プロジェクトでは、ナノスケールの機能人工分子やバイオ超分子などの電子・光・化学・機械的単一分子新機能探索、それら機能の素子としての応用原理の追求、必要なナノ分子構造を作製するためのプロセスあるいは加工法の開拓、ナノサイズ素子理論の構築を主たる目的とし、具体的には、1)分子レベル構造構築のための方法論の展開、2)単一分子素子の新機能・特性の探索および素子としての作動の原理解明、理論構築、及び機能検証、3)ナノ構造構築の評価法・特性観測のためのツールの開発、を達成することを目標として研究を行っている。本年度の研究成果は、1)A-S-D三つ組分子による光電変換分子素子の過渡吸収測定により、分子内電子移動ダイナミクスの解明、及び金(111)表面上の分子配列制御の精密化を実現するため、新規に分子設計・合成を行った剛直な炭素骨格を有するビシクロオクタンチオールから作成した単分子膜の構造・物性のAFM・STM評価を行った。また、化学修飾チップを用いるパルスフォースモードAFM法がマイクロコンタクト印刷技術の評価法として極めて有効であることを明らかにした。2)DNAと遺伝子発現を誘導する転写活性化タンパク質との分子間相互作用を阻害しないように固体基板上にDNAを固定化する技術を用いて、転写活性化タンパク質NFκBが特異的に結合するDNA配列の設計・作製を行い、その結合状態をAFMで評価した。3)第一原理計算に基づき有機分子、フラーレン等のナノ構造が固体表面上に化学吸着する場合の電子移動による結合部の構造・結合強度の影響を検討した。また、C_<60>・ナノチューブ、あるいはポルフィリン単一分子系で構築した電界効果トランジスタの動作特性を理論的に検討した。4)単一分子形成技術に必要な基板形成技術開発を行い、10nm間隔横型微細電極を作製した。

研究成果

• [文献書誌] M.Sakomura, S.Lin, T.A.Moore, A.L.Moore, D.Gust, M.Fujihira: "Dynamics of Photoinduced Electron Transfer in an Amphiphilic A^<2+>S-D Triad Molecule"J. Phys. Chem.. 106. 2218-2226 (2002)
• [文献書誌] S.Fujii, U.Akiba, M.Fujihira: "Geometry for Self-Assembling of Spherical Hydrocarbon Cages with Methane Thiolates on Au(111)"J. Am. Chem. Soc.. 124. 13629-13635 (2002)
• [文献書誌] M.Fujita, M.Fujihira: "Effect of temperature on friction observed between Si3N4 tip and a dodecanethiol self-assembled monolayer on Au(111)"Ultramicroscopy. 91. 227-230 (2002)
• [文献書誌] S.Wakamatsu, S.Fujii, U.Akiba, M.Fujihira: "Motion of single molecules inserted in a self-assembled monolayer matrix of a bicyclo[2.2.2]octane derivative on Au(111)"Nanotechnology. 14. 258-263 (2003)
• [文献書誌] K.J.Kwak, S.Yoda, M.Fujihira: "Observation of stretched single DNA molecules by Kelvin probe force microscopy"Applied Surface Science. 210. 73-78 (2003)
• [文献書誌] G.H.Seong, Y.Yanagida, M.Aizawa, E.Kobatake: "Atomic force microscopy identification of transcription factor NFkB bound streptavidin-pin-holding DNA prove"Anal. Biochem.. 309. 241-247 (2002)