| 研究課題/領域番号 |
15H03884
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
山名 一成 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70192408)
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| 研究分担者 |
高田 忠雄 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60511699)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | DNA / 光デバイス / バイオセンサー / 機能性色素 / 電子移動 |
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| 研究実績の概要 |
DNA構造を基盤として機能性有機色素を精密に配置、集積した分子構造体を構築し、分子配列によって制御された光捕集・光伝達・電子輸送機能を有するナノ構造体の作製と物性評価に関する研究を行い、機能化DNAを利用した光分子ナノデバイスの構築を研究目標とする。構造体構築、物性評価、応用の観点から、1) DNA上に機能色素を配列したナノ集積体の構築と光物性の評価、2) 電子供与性・受容性を有する機能色素分子の交互積層体およびヘテロ集積体構造の作製、3) 光電変換機能を有するDNA電極の作製と評価、およびバイオセンサーへの応用、4) 単分子エレクトロニクスへの応用を目指した機能色素集積化DNAナノ配線の作製、に関して研究を進めてきた。核酸合成化学を基盤とし、目的とする多様な有機色素を導入したDNA複合体の開発を行った。DNA固相合成によってエチニル基を導入し、アジド基を持つポルフィリンとのクリック反応によって、ポルフィリン分子をらせん状に配置したDNA構造体の構築に成功し、また優れた光電変換応答を示すことが分かった。また、DNA構造を基盤とした組織化を利用することで、ペリレンジイミドなどの機能性色素分子を集積したナノデバイスを構築し、ホモ接合、ヘテロ接合構造体の光応答機能の評価を行った。色素分子を導入した修飾DNAを電極表面に固定したデバイスを作製し、色素数や色素の配置に応じた光電変換機能を持つことを明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の目的通り、DNA化学合成法及びポスト修飾法を用いて、目的とする修飾核酸の合成法を確立した。ポルフィリンやペリレンジイミドなどの機能性分子を組み込んだDNAの作製に成功し、またその光機能性についても明らかにすることができた。また、各種分光測定により、作製した機能性DNAの構造や安定性についての評価も行うことができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の研究では、複数種類の有機色素分子を組み込んだDNAを作製し、その光機能性を明らかにするとともに、電極表面に固定した修飾電極を作製し、光電変換デバイスとしての機能評価に取り組む予定にしている。また、光電応答を利用した化学センサーの開発も合わせて進めていく計画である。
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