| 研究課題/領域番号 |
16550128
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機能物質化学
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
湯浅 真 東京理科大学, 理工学部, 教授 (40192801)
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| 研究分担者 |
小柳津 研一 東京理科大学, 総合研究機構, 助教授 (90277822)
村田 英則 東京理科大学, 理工学部, 助手 (50367075)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| キーワード | 超臨界二酸化炭素 / 電解重合 / ポリチオフェン / ポルフィリン / 薄膜 / センサー / 助溶媒 / 導電性 |
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| 研究概要 |
ナノレベルで集積した緻密かつ平坦な機能高分子薄膜を作製するため、超臨界二酸化炭素環境下における電解重合を、独自に工夫した反応装置を活用し実施した。ポリ(チオフリルポルフィリン)誘導体を対象に、斬新な多重応答性センサーを目指した研究を推進した。具体的には、物質拡散が常温・常圧環境下よりも1000倍程度大きい超臨界環境下において、ポリチオフェン誘導体を量合成し、分子構造を正確に把握した。さらに、各種の薄膜物性(膜厚、表面形態、表面粗さ、電気伝導特性、レドックス特性、エレクトロクロミズム性、誘電特性など)を詳細に評価した。多重バイオセンサーを指向した新材料としての各種基礎物性を、重合物質の分子構造と相関させて正確にまとめた。
超臨界二酸化炭素環境下における電解重合によって合成されたポルフィリン薄膜を用いて、活性酸素種(特にスーパーオキシドアニオンO_2^-)や一酸化窒素の同時検出用センサー材料としての性質を解明した。具体的には、側面を絶縁保護したファイバー電極(数十μm径)の底面に、超臨界環境下での電解重合により機能性薄膜を作製し、ついでファイバーの周囲を対極が取囲む形の一体型微小電極を工夫した。電極材料や絶縁被覆材料について系統的に検討し、基質の酸化電流を安定度高く取り出すことのできる構造を明らかにした。
生体内でのシグナル伝達や恒常性維持に重要な役割を果たしているO_2^-やNOを検出対象として、作製したバイオセンサーを実地に生体に挿入してこれらの濃度をリアルタイムで検出を試みた。超臨界重合法による緻密で再現性の高い均質膜に複合された薄膜を対象に、検出基質の膜内拡散や電位勾配などの基礎データを踏まえ、バイオセンサーとして最適の電極構造を構築した。
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