分子性機能材料・単一分子デバイスとしてDNAの新展開

DNA作为分子功能材料和单分子器件的新进展

基本信息

  • 批准号:
    12895026
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.11万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2000 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本調査は、核酸ならびに関連物質を分子性機能材料として新しく展開しようとしている生体機能関連化学、高分子化学、応用物理学、ならびに光化学の研究者と、単一分子検出を専門としている分光学、生物物理、物理光学の研究者が、核酸高分子の材料化の手法、構造評価、機能化について情報を交換し、DNAを分子情報と分子フォトニクスの機能をあわせもつ単一分子素子としての新しい展開の可能性を探るものである。核酸高分子を材料化しようとする試みは、分子組織化の技術と分子レベルでの構造観察技術の著しい展開を背景に、ここ数年、世界的に注目されはじめている。核酸高分子を機能性高分子としてとらえ、分子レベルで設計された分子性機能材料として展開するためには、LB法や自己組織化法などを用いて分子自身の組織化力を有効に利用して分子配列や配向制御を可能とする分子組織化技術や、レーザー光放射圧や原子間力などを用いた分子操作技術、などの発展が強く要求される。また、これらの技法を用いて作製した分子デバイスの分子レベルにおける構造評価には、走査型プローブ顕微などによる形態観察や分子間力などの物理パラメーターの測定、単一分子の分光学的測定が不可欠になる。このように、核酸高分子の分子レベルの組織化と構造評価法の開発は、学際的な共同研究によるアプローチを前提とした本調査によってはじめて可能となる。核酸の有する機能の最も特徴的なものは、きわめて選択性の高い塩基間での水素結合、インターカレーションと呼ばれる核酸塩基対間への物質の特異的な取り込み現象、などに基づく分子認識能である。本調査では、化学力顕微鏡による塩基配列の直接的な読みとり、インターカレーションを用いた塩基選択的な光化学反応など、分子認識機能に関する調査・検討を行った。また、最近、DNA中でスタックした塩基対を介した長距離電子移動の可能性が示され、注目を集めるとともに盛んな議論がなされている。本調査では、DNAならびにその類似物における高速な光物理化学現象と分子フォトニクス材料への展開を、光化学、単一分子分光学、などの立場から検討した。
这项调查针对的是生物功能化学、高分子化学、应用物理学和光化学领域试图开发核酸及相关物质作为分子功能材料的研究人员,以及专门从事单分子检测的光谱学专家、生物物理学和物理光学研究人员。交流了核酸聚合物材料的制作方法、结构评估和功能化,并探讨了DNA作为同时具有分子信息和分子光子功能的单分子元素的新进展。近年来,由于分子组织技术和分子水平结构观察技术的显着发展,将核酸聚合物转化为材料的尝试开始引起全世界的关注。为了将核酸聚合物视为功能聚合物并将其开发为在分子水平上设计的分子功能材料,我们必须使用LB方法和自组装方法等方法有效地利用分子本身的组织能力。迫切需要发展能够控制分子排列和方向的分子组织技术,以及利用激光束辐射压力和原子力的分子操纵技术。此外,为了在分子水平上评估使用这些技术制造的分子器件的结构,使用扫描探针显微镜观察形态、测量分子间力等物理参数以及单分子的光谱测量变得至关重要。这样,核酸聚合物的分子水平组织和结构评估方法的开发只有通过这项基于跨学科合作研究方法的研究才有可能实现。核酸最典型的功能是基于碱基之间的高度选择性氢键和核酸碱基对之间物质的特异性掺入(称为嵌入)的分子识别能力。在这项研究中,我们研究和检查了分子识别功能,包括使用化学力显微镜直接读取碱基序列和使用插层的碱基选择性光化学反应。此外,最近显示了通过DNA中堆叠碱基对进行长距离电子转移的可能性,这引起了人们的关注和积极讨论。本研究从光化学、单分子光谱学等角度研究了DNA及其类似物中的高速光物理化学现象及其在分子光子材料中的应用。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
L.Cai: "Self-assembled DNA networks and their electrical conductivity."Apploed Physics Letters. 77・19. 1-2 (2000)
L.Cai:“自组装 DNA 网络及其电导率”。《应用物理学快报》77・19(2000 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H.Ohno: "Ion Conductive and Flexible DNA Films."Chemistry Letters. 209. 642-643 (2000)
H.Ohno:“离子导电和柔性 DNA 薄膜。”化学快报。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M.Weisser: "Adenine-Uridine Base Pairing at the Water-Solid-Interface."American Chemical Society. 122. 87-95 (2000)
M.Weisser:“水-固界面处的腺嘌呤-尿苷碱基配对。”美国化学会。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
西則雄: "サケ白子DNAの生体材料への利用"生体材料. 18・3. 146-151 (2000)
西纪男:“鲑鱼鱼白 DNA 在生物材料中的应用”,生物材料 18・3(2000 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
J.Matsumoto: "Molecular Recognition and Photopolymerization of Nucleobace Monolayer Containing Diacetylene Group at the Air-Water Interface."Chemistry Letters. 727. 1280-1281 (2000)
J.Matsumoto:“空气-水界面处含有丁二炔基团的核单层的分子识别和光聚合。”化学快报。
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  • 发表时间:
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    0
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知道了