金属イオン導入等によるDNA中電荷担体導入の新展開

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22540371
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 首都大学東京
• 研究代表者: 溝口 憲治 首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 教授 (40087101)
• 研究分担者: 坂本 浩一 首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 助教 (90187047)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: DNA / 2価金属イオン / キャリアードーピング / ESR / Pauli磁化 / 塩基πバント

研究概要

DNAに電荷担体を導入しナノ電子素子の可能性を探るため、2価金属イオンMをDNAに導入したM-DNAの物性を調べた。その結果、多くの2価金属イオン中で、Fe-DNAと凍結乾燥Zn-DNAにのみ電子担体の導入の可能性を見出した。Fe2+はFe-DNA中でFe3+として存在し、高スピンと低スピン両状態が混在する。また、水和されたZn2+を持つZn-DNAから凍結乾燥法を用いて水分を完全に除去すると、Znが窒素と配位結合し強相関のπ電子スピン系が出現する。これらの振舞を理解するモデルを提案した。

研究成果

• [雑誌論文] Electronic states of metal ions incorporated in Mn-DNA (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Nagatori, M. Ojima, Y. Ibuki, H. Sakamoto, and K. Mizoguchi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 80 ページ: 114803 (1-5)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metal incorporated M-DNA: structure, magnetism (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Mizoguchi
  • 雑誌名: optical absorption, Proc. SPIE 巻: 8103 ページ: 810307 (1-10)
• [雑誌論文] Electronic states of M-DNA incorporated with divalent metal ions (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Mizoguchi
  • 雑誌名: Proc. SPIE 巻: 7765 ページ: 77650R-1 (1-12)
• [学会発表] 凍結乾燥法で作製したZn-DNAの電子状態III (2012)
  • 著者名/発表者名: 粂田翼
  • 学会等名: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 凍結乾燥法で作製したZn-DNAの電子状態II (2012)
  • 著者名/発表者名: 粂田翼
  • 学会等名: 日本物理学会 第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] STM によるMetal-DNAの構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 横矢貴秀
  • 学会等名: 日本物理学会 第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] Zn-DNAにおける強相関πバンドの出現と電子状態 (2012)
  • 著者名/発表者名: 溝口憲治
  • 学会等名: 第5回東北大G-COE研究会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2012-01-20
• [学会発表] Metal incorporated M-DNA: Structure, Magnetism, Optical absorption (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Mizoguchi
  • 学会等名: SPIE Optics+Photonics
  • 発表場所: SanDiego, USA
  • 年月日: 20110821-23
• [学会発表] 凍結乾燥法で作製したZn-DNAの電子状態の解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 粂田翼
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] 3d 遷移金属FeをドープしたDNAの電子状態の解析(2) (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊吹依利子
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] STM によるMetal-DNAの構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 横矢貴秀
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] 3d 遷移金属FeをドープしたDNAの電子状態の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊吹依利子
  • 学会等名: 日本物理学会 第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] 金属をドープしたDNAの光吸収III (2011)
  • 著者名/発表者名: 圓谷淳
  • 学会等名: 日本物理学会 第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] Visualization of two different forms of DNA by STM (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yokoya
  • 学会等名: ICSPM18
  • 発表場所: Atagawa, Shizuoka
  • 年月日: 20101209-11
• [学会発表] Visualization of two different forms of DNA on HOPG by STM (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yokoya
  • 学会等名: SPIE Optics+Photonics
  • 発表場所: SanDiego, USA
  • 年月日: 20100802-05
• [学会発表] Electronic states of M-DNA incorporated with divalent metal ions (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Mizoguchi
  • 学会等名: SPIE Optics+Photonics
  • 発表場所: SanDiego, USA
  • 年月日: 20100802-05
• [学会発表] Visualization of two different forms of DNA by STM (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yokoya
  • 学会等名: ICSM 2010
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20100704-09
• [学会発表] Physical Properties of metalion incorporated M-DNA (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Mizoguchi
  • 学会等名: ICSM 2010
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20100704-09
• [学会発表] Optical absorption and Field induced ESR in M-DNA (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Tsuburaya
  • 学会等名: ICSM 2010
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20100704-09
• [学会発表] 2価金属イオンを導入したDNAの物性: Fe-DNA (2010)
  • 著者名/発表者名: 溝口憲治
  • 学会等名: 第3回東北大G-COE研究会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] Electronic states of M-DNA studied by ESR (2010)
  • 著者名/発表者名: 溝口憲治
  • 学会等名: 第49回電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2010-11-11
• [学会発表] 金属をドープしたDNAの光吸収II (2010)
  • 著者名/発表者名: 圓谷淳
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] STMによるHOPG表面におけるMetal-DNAの新規構造の発見 (2010)
  • 著者名/発表者名: 横矢貴秀
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] Physical properties of divalent metal ion incorporated M-DNA (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Mizoguchi
  • 学会等名: TMU/SNU Joint Seminar
  • 発表場所: Tokyo, TMU
  • 年月日: 2010-08-28
• [学会発表] 2価金属を入れたM-DNAの物性と水分子の役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 溝口憲治
  • 学会等名: 第4回生物物質科学フォーラム
  • 発表場所: 北陸先端大東京サテライトキャンパスイノベーションセンター
  • 年月日: 2010-05-26
• [備考]
  • URL: http://spinman.phys.se.tmu.ac.jp