分子認識機能電極のメゾスコピックパターニング

分子识别功能电极的介观图案化

基本信息

批准号：
11118206
负责人：
下村政嗣
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、分子レベルで構造が制御された分子認識表面を有し、かつ、サブミクロンからサブミリメーターにわたるメゾスコピック領域において規則的なパターンを有するミクロ電極を作製し、パターンに特徴的な電気化学特性を発現することにある。本申請者は、様々な高分子の希薄溶液を電極などの固体基板上にキャストして得られるフィルム中で、数百ナノメーターから数百ミクロンにわたるいわゆるメゾスコピック領域において、規則的に二次元配列したドットやライン、ハニカム状のネットワークなど様々な構図が形成されることを見いだした。そこで、核酸塩基を有する自己組織性分子膜によって電極表面を構造的に修飾したミクロ電極を作り、DNAとの特異的な相互作用を電気化学的な手法によって検出するシステムを構築する。これまでの研究で、高分子のキャストプロセスにおいて溶媒の蒸発潜熱によって空中の水が凝縮することでサブミクロンの均一な大きさの微小な水滴がキャスト溶液の表面に形成され、それを鋳型として高分子の二次元ハニカム構造が形成されることを明らかにした。さらに、高分子のハニカムを鋳型として金属を蒸着することで、ミクロンサイズの金属ドットを規則的に配列させることができた。構造化された金電極表面に分子認識機能を付与するために、親水性部位として核酸塩基を有し、反対側の末端にチオール基など金電極表面との親和性に優れた官能基を合わせ持つ種々の両親媒性化合物を合成した。これらの分子が金表面状に自己会合膜(Self-assembling Monolayer ; SAM)を形成することを水晶発振子マイクロバランスで確認した。さらに、核酸塩基SAM修飾電極を用いて、インターカレーターとビオロゲンを合わせ持つ化合物のサイクリックボルタモグラムを測定したところ、電解質中に核酸塩基SAMと相補的な塩基対を形成するポリヌクレオチドが存在する場合に限ってビオロゲンの酸化還元電流が観測された。

本研究的目的是创造一种具有分子识别表面、其结构在分子水平上受到控制、并且在亚微米到亚毫米介观区域具有规则图案的微电极，以及创造具有特征电学特征的微电极的目的是为了表达化学性质。本申请人提出，在通过将各种聚合物的稀溶液流延到诸如电极的固体基底上而获得的膜中，在数百纳米至数百微米的所谓介观区域中形成规则的二维阵列。形成点、线和蜂窝状网络等组合物。因此，我们将创建一种微电极，其电极表面用含有核碱基的自组装分子膜进行结构修饰，并构建一个利用电化学方法检测与DNA特异性相互作用的系统。先前的研究表明，在聚合物浇铸过程中，空气中的水由于溶剂汽化潜热而凝结，在浇铸溶液表面形成均匀的亚微米尺寸的微小水滴，然后将其用作模板结果表明，形成了二维蜂窝结构的分子。此外，通过使用聚合物蜂窝作为模板沉积金属，他们能够规则地排列微米大小的金属点。为了赋予结构化金电极表面分子识别功能，其具有作为亲水位点的核碱基和在相对端与金电极表面具有优异亲和力的官能团，例如硫醇基团。合成的。我们使用晶体振荡器微天平确认这些分子在金表面形成自组装单层（SAM）。此外，当我们使用核碱基 SAM 修饰电极测量同时具有嵌入剂和紫精的化合物的循环伏安图时，我们发现，当电解质中存在与核碱基 SAM 形成互补碱基对的多核苷酸时，仅观察到紫精的氧化还原电流。