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2011 年度 実績報告書

環状DNAのプログラマブルナノメッキによるメタマテリアルの創製

研究課題

研究課題/領域番号 22655059
研究機関北海道大学

研究代表者

居城 邦治  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (90221762)

キーワードDNA / 自己組織化 / メッキ / メタマテリアル / 微細加工
研究概要

本研究の目的は、独自の環状構造を有するDNAを塩基選択的に金属化することで負の屈折率を持った物質であるメタマテリアルを自己組織化的に作製することである。これまでミリ波や赤外線を対象にしたメタマテリアルが作られてきたが、微細加工限界のため可視光に対して負の屈折率を持つ構造は作れなかった。本提案では酵素合成した環状二重らせんDNAを部分的に金属化することで、理論的に可視光に負の屈折率を持つと予測されるsingle split-ring resonators(SSRRs)のサイズを制御して作製できる技術を確立するとともに、ラングミュアー・ブロジェット法による三次元積層構造の構築をめざす。
具体的には以下の3つの研究項目に従って研究を進めている。研究項目I.(研究計画)酵素反応によりサイズが制御された環状DNAを作製する。研究項目II.(研究計画)塩基配列に応じて部分金属化を行い、SSRR単位素子を作製する。研究項目III.(研究計画)得られたSSRR単位素子を基板に配列・固定化して三次元集積を図る。
本年度は昨年度に引き続き、研究項目IとIIを行った。その結果、収率は悪いものの、環状物DNAを合成することに成功した。また、研究項目IIにあるシスプラチンの塩基配列に応じた結合ならびに部分金属化について、新たな知見が得られた。これにより、環状DNAの部分金属化について予備的な実験結果を得ることができた。しかしながら、固体基板に固定化した環状DNAの構造は歪んだ円形であるため、このままではSSRRsの機能を得ることができないので、改善を急ぐ。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

環状DNAの作製方法の開発に予想以上にかかったためである。しかしながら全体としては当初の実施計画から遅れてはいるものの着実に進展している。

今後の研究の推進方策

全体的に遅れてはいるものの、大きな障害はないので、今後も実施計画通りに研究を進める。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (6件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] Virus Capsid Coating of Gold Nanoparticles via Cysteine-Au Interactions and their Effective Cellular Uptakes2012

    • 著者名/発表者名
      K. Nagakawa, K. Niikura, T. Suzuki, Y.Matsuo, M. Igarashi, H. Sawa, K. Ijiro
    • 雑誌名

      Chem. Lett

      巻: 41(1) ページ: 113-115

    • DOI

      DOI:10.1246/cl.2012.113

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nuclear Transport facilitated by the Interaction Between Nuclear Pores and Carbohydrates2012

    • 著者名/発表者名
      S.Sekiguchi
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 2 ページ: 1656-1662

    • DOI

      DOI:10.1039/c1ra00616a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Artificial Polymeric Receptors on the Cell Surface Promote the Efficient Cellular Uptake of Quantum Dots2011

    • 著者名/発表者名
      K. Niikura, K. Nambara, T. Okajima, R.Kamitani, S. Aoki, Y. Matsuo, and K. Ijiro
    • 雑誌名

      Organic and Biomolecular Chemistry

      巻: 9 ページ: 5787-5792

    • DOI

      DOI:10.1039/C1OB05420A

    • 査読あり
  • [雑誌論文] pH-Dependent Network Formation of Quantum Dots and Fluorescent Quenching by Au Nanoparticle Embedding2011

    • 著者名/発表者名
      S. Sekiguchi, K. Niikura, N. Iyo, Y.Matsuo, A. Eguchi, T. Nakabayashi, N. Ohta, and K. Ijiro
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 3(11) ページ: 4169-4173

    • DOI

      DOI:10.1021/am201013n

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-Repairing Filamentous Actin Hydrogel with Hierarchial Structure2011

    • 著者名/発表者名
      K. Sano, R. Kawamura, T. Tominaga, N.Oda, K. Ijiro and Y. Osada
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 12(12) ページ: 4173-4177

    • DOI

      DOI:10.1021/bm2009922

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improving in Vivo Hepatic Transfection Activity by Controlling Intracellular Trafficking : The Function of GALA and Maltotriose2011

    • 著者名/発表者名
      H.Akita
    • 雑誌名

      Mol.Pharmaceutics

      巻: 8(4) ページ: 1436-1442

    • DOI

      DOI:10.1021/mp200189s

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inspiration from chemical photography : accelerated photoconversion of AgCl to functional silver nanoparticles mediated by DNA2011

    • 著者名/発表者名
      G.Wang
    • 雑誌名

      Chem.Comm.

      巻: 47 ページ: 9426-9428

    • DOI

      DOI:10.1039/C1CC13385C

    • 査読あり
  • [学会発表] DNA-Mediated Photoconversion of AgCl to Functional Nanostructures for Bioimaging and Photocatalysis2012

    • 著者名/発表者名
      G.Wang
    • 学会等名
      The 5th GCOE International Symposium
    • 発表場所
      Hokkaid University(北海道札幌市)
    • 年月日
      2012-02-22
  • [学会発表] Shape Dependence of Antigen-coated Gold Nanomaterials on the Vaccine Activity2011

    • 著者名/発表者名
      T.Matsunaga
    • 学会等名
      12th RIES-Hokudai International Symposium"観"[KAN]
    • 発表場所
      Chateraise Gateaux Kingdom Sapporo(北海道札幌市)
    • 年月日
      2011-11-21
  • [学会発表] SERS Active Hollow Assembly of Gold Nanoparticles in Solutions2011

    • 著者名/発表者名
      N.Iyo
    • 学会等名
      12th RIES-Hokudai International Symposium"観"[KAN]
    • 発表場所
      Chateraise Gateaux Kingdom Sapporo(北海道札幌市)
    • 年月日
      2011-11-21
  • [学会発表] DNA-Mediated Photoconversion of AgCl to Functinal Nanocrystals2011

    • 著者名/発表者名
      G.Wang
    • 学会等名
      The 38th International Symposium on Nucleic Acid Chemistry (ISNAC2011)
    • 発表場所
      Hokkaid University(北海道札幌市)
    • 年月日
      2011-11-11
  • [学会発表] DNA-conjugated silver nanoparticles for fluorescence and Raman scattering dual-modal imaging2011

    • 著者名/発表者名
      K.Ijiro
    • 学会等名
      12th Chitose International Forum on Photonic Science & Technology (CIF'12)
    • 発表場所
      Chitose Institute of Science and Technology(北海道千歳市)(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-14
  • [学会発表] DNA-assisted fabrication of luminescent and Raman active silver nanoparticles for dual-modal bioimaging2011

    • 著者名/発表者名
      K.Ijiro
    • 学会等名
      SPIE Optics + Photonics 2011
    • 発表場所
      San Diego Convention Center (USA)(招待講演)
    • 年月日
      2011-08-22
  • [図書] 高分子2011年6月号(Vol.60 No.8)2011

    • 著者名/発表者名
      新倉謙一
    • 総ページ数
      531-536
    • 出版者
      社団法人高分子学会
  • [図書] 生体の科学2011年10月号(増大号)(Vol.62 No.5)2011

    • 著者名/発表者名
      新倉謙一
    • 総ページ数
      496-497
    • 出版者
      財団法人金原一郎記念医学医療振興財団
  • [図書] 次世代バイオミメティクス研究の最前線-生物多様性に学ぶ-2011

    • 著者名/発表者名
      居城邦治
    • 総ページ数
      226-230
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] ソフトナノテクノロジーにおける材料開発2011

    • 著者名/発表者名
      居城邦治
    • 総ページ数
      151-156
    • 出版者
      シーエムシー出版

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公開日: 2013-06-26   更新日: 2014-08-13  

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