バイオナノ粒子による炭素材料中の欠陥探査と定量化のための研究

利用生物纳米颗粒进行碳材料缺陷检测和定量研究

• 批准号: 21K04831
• 负责人: 岩堀 健治
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04831/
• 关键词: カーボンナノチューブ; 結合ペプチド; フェリチンタンパク質; 遺伝子変異タンパク質; QCM; 炭素欠陥; バイオナノ粒子; 炭素材料欠陥

昨年度までに、カーボンナノチューブ表面に選択的に結合すると予想される 3 種類の 10 ～15 残基のカーボンナノチューブ結合候補ペプチドをデザインし人工合成を行った。これらの候補ペプチドの結合力の差違について、電子顕微鏡の観察をしやすくするため、直径 12 nm の球殻状タンパク質（フェリチンタンパク質）の外殻表面に突出した N 末端アミノ酸配列部分に合成した候補ペプチドを修飾したCNT 結合バイオナノ粒子 (DS-BNPs) の作製を行い、電子顕微鏡を用いてカーボンナノチューブとの結合状態の観察行った。その結果、候補ペプチド A については結合している部分と結合していない部分が観察されたが、その他のペプチドについてはそれほど差違が見られなかった。この電子顕微鏡を用いた方法により、各候補ペプチドの結合についてはある程度、観察出来るようになったが時間と手間がかかるため、より迅速、簡便にペプチドの結合を判断できるよう、水晶振動子 (QCM) による結合力測定プロセスの確立も進めた。当初の計画では市販のカーボン蒸着済の QCM 電極を購入し、これを改良して実験を進める予定であったが、残念ながら生産中止となったため、スパッタ処理によりQCM の Au 電極の上にスパッタ処理を行い、カーボン QCM 電極の作製を行った。当初はこの作製がうまくいかなかったが、作製条件等の検討によりカーボン QCM 電極作製が可能となった。さらに、作製した電極を用いてフェリチンタンパク質の吸着測定にも成功した。今後、このカーボン QCM 電極と測定システムを用いてカーボン結合ペプチドの吸着力を迅速に測定するための方法を検討すると共に、候補であるペプチドの結合力の比較と新規ペプチドの取得を進める予定である。

到去年，已经设计和人为地合成了三种类型的碳纳米管结合候选肽，这些碳纳米管结合肽具有10-15种残基的肽。为了使通过电子显微镜观察这些候选肽的结合强度的差异变得更容易，用在N端氨基酸序列中合成的改良候选肽在蛋白质蛋白质蛋白质蛋白（Ferrial prosine possein nibe ost）上蛋白（fliep）蛋白质蛋白（flief）蛋白质蛋白（flie）蛋白质蛋白（fliep）蛋白质蛋白（f light）蛋白质蛋白（f light）蛋白质蛋白（f）合成的改性候选肽来制备CNT结合的BIONANOPAPERICL（DS-BNP）（DS-BNP）。使用碳纳米管使用电子显微镜。结果，对于候选肽A，观察到结合部分和未结合部分，但其他肽没有显着差异。这种使用电子显微镜的方法使我们能够在一定程度上观察每种候选肽的结合，但是它需要时间和精力，因此我们还建立了一个使用石英晶体（QCM）测量结合力的过程，以更快，更方便地确定肽结合。最初的计划是购买商用碳含量的QCM电极，并继续进行实验，不幸的是，将其改进，因此停用了生产，因此通过溅射以制造碳QCM电极来对QCM的AU电极进行溅射。最初，该产量并不成功，但是由于考虑了制造条件，因此可以制造碳QCM电极。此外，使用制备的电极，铁蛋白蛋白的吸附测量也成功。将来，我们将研究使用该碳QCM电极和测量系统快速测量碳结合肽的吸附强度的方法，我们将继续比较候选肽的结合强度并获得新肽。