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2006 年度 実績報告書

ナノ3次元空間におけるナノ粒子触媒の高密度集積化と高機能化

研究課題

研究課題/領域番号 18510099
研究種目

基盤研究(C)

研究機関熊本大学

研究代表者

冨永 昌人  熊本大学, 大学院自然科学研究科, 助手 (70264207)

キーワードフェリチン / タンパク質 / ナノ粒子 / カーボンナノチューブ / 電極 / 酵素 / センサ / 触媒
研究概要

生体内で鉄を貯蔵するタンパク質であるフェリチンを、単分子層レベルで固定化した白金、フッ素ドープ酸化スズ電極(FTO電極)およびシリコン基板上を、大気下で400℃、1時間の熱処理を行い、フェリチンのタンパク質部分を酸化除去した。熱処理後の金基板およびシリコン基板上には、フェリチンコア由来の酸化鉄ナノ粒子(直径〜5nm)の存在が原子間力顕微鏡(AFM)測定より観察された。電気炉中の石英チャンバー内に、得られた酸化鉄ナノ粒子を触媒に用い、メタノールもしくはメタンを炭素源として600-900℃でカーボンナノチューブの作製を行った。基板上にカーボンナノチューブが生成されたことがラマン分光測定からわかった。また、フェリチン由来の触媒粒子サイズを0〜6nmの範囲で変えた場合には、そのサイズを直径サイズにほぼ有する垂直配向型カーボンナノチューブを作製できた。
カーボンナノチューブ合成白金およびFTO基板は導電性を有しており、電気化学測定に用いることが可能であった。FTO電極基板のカーボンナノチューブをUV-オゾン酸化処理をしたところ、金属錯体の種類によって電極反応に違いが見られたことから、カーボンナノチューブの酸化処理によってカーボンナノチューブ合成基板電極の特性を制御可能であることがわかった。さらに、白金基板上のカーボンナノチューブにグルコースオキシダーゼを浸漬法によって吸着固定化したところ、カーボンナノチューブとグルコースオキシダーゼとの直接的な電子移動反応が観測され、グルコースオキシダーゼによるグルコースの酸化が熱力学的な理論酸化電位付近で起こることがわかった。これは、酵素センサ作製のための酵素固定化電極基板として、この種の電極が極めて優れていることを示す。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Controlled-potential electrosynthesis of glucosaminic acid from glucosamine at a gold electrode2007

    • 著者名/発表者名
      冨永 昌人
    • 雑誌名

      Electrochemistry Communications 9・

      ページ: 911-914

  • [雑誌論文] Electrocatalytic Oxidation of Glucose at Gold-Silver Alloy, Silver and Gold Nanoparticles in an Alkaline Solution2006

    • 著者名/発表者名
      冨永 昌人
    • 雑誌名

      Journal of Electroanalytical Chemistry 590・1

      ページ: 37-46

  • [雑誌論文] Size Control for Two-Dimensional Iron Oxide Nanodots Derived from Bioloeical Molecules2006

    • 著者名/発表者名
      冨永 昌人
    • 雑誌名

      Journal of Colloid and Interface Science 299・2

      ページ: 761-765

  • [雑誌論文] UV-ozone Treatments Improved Carbon Black Surface for Direct Electron Transfer Reactions with Bilirubin Oxidase under Aerobic Conditions2006

    • 著者名/発表者名
      冨永 昌人
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 35・10

      ページ: 1174-1175

  • [産業財産権] 電解法によるD-グルコサミン酸の製造方法2006

    • 発明者名
      冨永昌人
    • 権利者名
      冨永昌人
    • 産業財産権番号
      特願2006-248033
    • 出願年月日
      2006-09-13

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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