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金属単結晶表面に形成した有機単分子膜表面を反応場とした化学反応のリアルタイム観察

以金属单晶上形成的有机单层表面作为反应场实时观察化学反应

基本信息

批准号：
12750731
负责人：
保原大介
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、金属単結晶表面に形成させた有機単分子膜表面を反応場とした化学反応を走査プローブ顕微鏡によりその場観察し、界面における化学反応メカニズムや生成物の構造を明らかにすることを目的とし。以下の成果を得た。走査プローブ顕微鏡による界面におけるの化学反応の直接観察金(111)面上に形成させた3-mercapto-1-propanol(MPOH)からなる自己組織化単分子膜(SAM)へのn-butyl isocyanateの付加反応をin-situ走査トンネル顕微鏡(STM)測定により観察した。反応時間が長くなるにつれ、付加したn-butyl isocyanateに由来した相対的に高く観察される直径数十nm程度の大きさのドメインの面積が増加した。しかし、十分反応時間を長くしても、完全に均一な表面は、観察されなかった。このことは、反応が進行するにつれ、表面で分子が混み合ってくるため、反応が完全に進行しないことを示唆している。ドメインサイズと表面付加反応の反応性の関係ドメインサイズの異なるMPOHと1-tetradecanethiolの二成分チオールSAMを形成させ、表面での分子の混み具合とn-butyl isocyanateの反応性の関係をサイクリックボルタンメトリーにより調べた。直径が数百nmから約5nm程度までの異なるドメインサイズをもつ二成分チオールSAMのいずれを用いた場合も、反応性を表す吸着したチオールの還元的脱離のピーク電位のシフト量はほぼ一定で、表面における化学反応に特異的な反応性は、数十分子以下に相当する領域で起こることが示唆された。表面化学反応を利用した酵素の選択的固定化Dithiobis-N-succinimidyl propionate(DTSP)と1-tetradecanethiolの二成分SAMのDTSPドメイン上に西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)を反応させ、原子間力顕微鏡によりHRP分子の表面分布を調べた。HRPに由来するナノメートルオーダーのドメインのサイズと形状が、DTSPのものと良く一致し、表面化学反応を利用して酵素の表面分布をナノメートルスケールで制御できることを明らかにした。

In this study, the surface of organic molecular films formed on the surface of metal crystals was investigated by field observation and chemical reaction on the surface of organic molecular films. The following results were achieved. The formation of 3-mercapto-1-propanol(MPOH) on the gold (111) surface was investigated by direct chemical reaction at the interface with micro-microscopy (STM). The formation of 3-mercapto-1-propanol(MPOH) on the gold (111) surface was investigated by in-situ chemical reaction with micro-microscopy (STM). The reaction time is longer, the increase of n-butyl isocyanate is due to the corresponding increase in the diameter of tens of nm and the increase in the area of the substrate. A long time, a perfect uniform surface, a perfect observation. This is the first time that the surface molecules have been mixed, and the reaction has been completely carried out The relationship between the reactivity of MPOH and 1-tetradecanol and the formation of SAM, the relationship between the reactivity of n-butyl isocyanate and the molecular mixture of MPOH and 1-tetradecanol on the surface. Diameters ranging from several hundred nm to about 5nm, the two components of the SAM have been used in various applications, such as chemical reaction, adsorption, and desorption. The separation potential of the SAM has been determined, and the chemical reaction on the surface has been determined. The reaction is specific, and the range of molecules or less has been determined. Surface chemical reaction: Immobilization of Dithiobis-N-succinimidyl propionate(DTSP) and 1-tetradecanol for selective enzymes. HRP is the origin of the enzyme, the shape of the enzyme, the consistency of the enzyme, the surface chemistry of the enzyme, and the control of the enzyme.