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本研究では、DNA自己組織化膜やDNAデンドリマーなどの超分子構造体に電気伝導性の修飾を施し、電気的あるいは電気化学的な情報の読み出しが可能なDNA分子回路について検討する。さらに、DNA特有の分子認識機能を回路に組み込んで情報応答性を持たせる工夫、及びDNAを1分子レベルで回路化し集積する試みを通じて、ハイスループットデバイスに発展させてゆく。本年度の研究成果を以下に示す。
1. ソラレン化合物の合成:フェロセン、鉄(II)-フェナントロリン、およびコバルト(II)-フェナントロリンで修飾した新規ソラレン化合物を合成した。
2. DNAコンジュゲートの合成:フェロセン、あるいは鉄(II)-フェナントロリンを化学結合させることで、所定のレドックス機能を持つDNAコンジュゲートを新たに合成した。
3. ソラレン化合物の光結合反応の評価:コバルト(II)-フェナントロリン錯体修飾ソラレンについて、各種電気化学測定、蛍光スペクトル測定、水晶振動子重みセンサーによる重量測定、および表面反射吸収赤外スペクトル測定を行い、二重鎖DNAに対する光結合反応を詳細に検討した。
4. 微小くし形電極と組み合わせた電圧-電流特性の解明:線幅2μmのラインアンドスペース構造を持ったくし形電極にフェムトアンペアリソースメーターを組み合わせて電圧-電流特性を評価した。その結果、電極担体では全く電流応答を示さず、電極ギャップ間をDNA自己組織化膜で修飾すると有意の電流応答が得られることが分かった。さらに、コバルト(II)-フェナントロリン錯体を結合させたDNAコンジュゲートを用いることで電流応答が大幅に向上することを明らかにした。
以上、次年度以降の実験に必要な化合物合成を終了するとともに、電圧-電流測定に基づきDNA自己組織化膜ベースの電気回路作製の可能性を示したことを本年度の研究成果としたい。
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