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2004 年度 実績報告書

イオンポンプ蛋白質を用いる光量子変換技術と人工網膜用演算素子の構築

研究課題

研究課題/領域番号 15510107
研究機関桐蔭横浜大学

研究代表者

宮坂 力  桐蔭横浜大学, 工学部, 教授 (00350687)

研究分担者 徳岡 由一  桐蔭横浜大学, 工学部, 講師 (30339907)
キーワードバクテリオロドプシン / 好塩菌 / プロトンポンプ / 酸化スズ電極 / 光センサ / 人工網膜 / 光電気化学 / 紫膜
研究概要

感光性イオンポンプ蛋白質のバクテリオロドプシン(BR)を好塩菌から紫膜として精製し、その水分散物を各種の薄膜形成法によって電極基板上に固定化し、人工網膜素子用の光応答電極を作製する実験を進めてきた。昨年度はDC電場下の配向効果を使ったキャスト膜を作製したが、本年度はこの方法に加えて、Langmuir-Blodgett法を使った均一累積膜の形成、スピンコーターによる多層コーティング法を使った均一厚みの薄膜形成を実施した。Langmuir-Blodgett法においては、水面上で拡散の遅い紫膜に電場と超音波振動とを同時に与える処理によって、膜のパッキングと配向を制御できる可能性が示された。さらに光電変換素子の作製においては、(1)BR薄膜をフレキシブルな透明導電性フィルム基板上に形成する、(2)電解液に水性ゲルを使ってセルを擬固体化する、という2つのアプローチでセル構成の改善を行った。この方法で人工網膜素子に必要な薄さとフレキシブル性、そして応答安定性を付与することを試みた。フィルム電極にはITO被覆PETを用い、その疎水的表面をUVオゾン処理で親水化することで均一な薄膜を形成することに成功した。また、粘性の電解質ゲルとしてアルギン酸Naのゲルを用いることで高い光電応答を与えることを見出すことができた。この方法で、昨年の対策課題であった電解水溶液中での固定化膜の脱着の問題はかなり改善することができた。
このようにして作製するBR固定化セルを246画素の二次元アレイからなるITOパターン電極上に組み立てて、人工網膜モデルである246画素イメージセンサを試作した。この結果、BRの光電応答の特徴である「時間微分型応答」いわゆるモーションセンシング機能が高い感度で得られることを確認できた。本結果を2件の学会発表で報告し、1件の研究報告として出版した。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2005 2004 2003

すべて 雑誌論文 (5件)

  • [雑誌論文] LB Molecule orientation by DC electric field between line electrodes2005

    • 著者名/発表者名
      Sadao Uegusa
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan 30(印刷中)

  • [雑誌論文] Photoelectrochemical evidence for the role of an ion pair of Asp-212 and Arg-82 in the proton pumping of bacterior hodopsin2004

    • 著者名/発表者名
      Koichi Koyama
    • 雑誌名

      Electrochemistry 72(1)

      ページ: 2-4

  • [雑誌論文] Development of LB molecules orientation technology by electric field and ultrasonic vibration2003

    • 著者名/発表者名
      Sadao Uegusa
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan 28

      ページ: 59-62

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] A photoelectorochemical evidence for the role of glutamate at the extra-cellular proton-releasing residue site in bacteriorhodopsin2003

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Miyasaka
    • 雑誌名

      Electrochemistry 71(2)

      ページ: 100-104

  • [雑誌論文] Generation of photo-induced steady current by purple membrane Langmuir-Blodgett films at electrode-electrolyte in terface2003

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Miyasaka
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 32

      ページ: 144-145

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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