走査型電気化学/化学発光顕微鏡を用いた酵素触媒界面の電気化学/発光イメージング

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では、自作の走査型電気化学顕微鏡(SECM)に発光・蛍光・トポグラフィー計測系をハイブリッドしたシステムにより、ナノメートルレベルの生体機能表面を評価し、デバイス作製や環境センシングへ展開する.これまでの研究で、探針-試料間距離および探針サイズをナノメートルオーダーで制御することを可能にした.これによりイメージングにおける空間分解能の向上のみならず、局所反応誘起に基づくナノリソグラフィーが期待できる.1.我々の計測システムでは、シアーフォース(せん断応力)フィードバック距離制御を採用することにより、プローブ-基板間距離を100nm以下に保持することが可能となっている.基板と垂直方向にプローブを振動させる距離制御プログラムに改良し、イメージングの際生体試料に与える付加を大幅に軽減することができた.具体的には、プローブをxy方向の振動に加えz方向にも作動して距離制御を行うことで、試料に衝突させずに高解像度イメージングが可能となった(防衛大学山田弘博士との共同研究).2.細胞を液中で安定にイメージングすることができた.細胞骨格を蛍光染色した試料の形状・蛍光同時イメージングを検討した.さらに、生細胞をそのままイメージングすることも可能であることを確認した.3.ガラスキャピラリを細尖化したのち、金スパッタ蒸着膜/パリレン蒸着膜の順でコートした.パリレン絶縁膜は安定性に優れ、電極半径70nmのナノ電極を作製できた.電極型(〜100nm)、光ファイバ型(孔径〜100nm)、および光ファイバ-電極複合型ナノプローブ各種を作製した.4.デバイス作製技術:プロテインアレイのディメンジョンをナノメートルオーダーにスケールダウンするための要素技術として、ナノ微細加工技術、微粒子配列化技術、極微量サンプルの操作技術が挙げられる.誘電泳動を利用して、微粒子のマニピュレーション、タンパク質-細胞のパターニング技術を確立した.