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ハイドロゲル修飾超微小電極を用いた分子情報交換

使用水凝胶修饰的超微电极进行分子信息交换

基本信息

批准号：
08651070
负责人：
渡辺正義
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、外部環境の微小な変化に対して体積相転移を誘起するハイドロゲルを、ミクロンあるいはサブミクロンオーダーの超微小電極に化学的に固定し、環境変化という情報(特に化学情報)をハイドロゲルの相転移という現象を通して、電気化学的に電気信号に変換するシステムを創製することを目的とした。本目的を達成するために、平衡膨潤時および非平衡膨潤時(膨潤・収縮過程)のハイドロゲル中溶質の濃度(C)および拡散係数(D)を電気化学的に独立決定し、その空間的・時間的不均一性を明らかにした。これは、ゲル相転移を電気信号に変換する方法論の確立でもある。同時に、ゲスト分子存在下で重合したゲル(分子刷り込みゲル)の膨潤挙動の、ゲスト分子存在下・非存在下での相違を明らかにした。以上の検討を通し、ハイドロゲル修飾超微小電極を用いた分子情報変換システムを実現した。具体的には、以下の研究実績を得た。(1)平衡膨潤時および非平衡膨潤時のハイドロゲルの応答:ゲル修飾電極をレドックス分子を溶解した溶液中に浸漬し、膨潤あるいは収縮が平衡に達した状態あるいは膨潤度変化過程での、ゲル中へのレドックス分子の分配、ゲル中でのレドックス分子の拡散係数の電気化学的独立決定を実現した。(2)ハイドロゲル相転移に及ぼす添加物質の影響:物質添加によって相転移温度が変化することが知られているポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)ゲルを用い、添加物質の構造と相転移との相関を明らかにした。(3)分子刷り込みゲルの相転移挙動と分子情報交換:ゲスト分子存在下で多成分系共重合ゲルを合成し、得られたゲルの相転移挙動をゲスト分子非存在下および存在下で検討した。その結果、ゲスト分子の濃度に対応して相転移が生起する条件下で、電気化学的測定をすることにより、ゲスト分子による刺激→相転移の誘起→電気信号変化なる分子情報変換システムが構築された。

In this study, the microscopic changes in the external environment were induced by volume phase shifts.を、Microelectrode ultra-fine electrodes are chemically fixed. Environmental Change Information (Special Chemical Information) Phase Change Phenomenonして, Denki Chemical's にden 気 signal に変change するシステムをcreated することをpurpose とした. The purpose of this purpose is to achieve the concentration of solute in balanced swelling and non-equilibrium swelling (swelling and shrinkage process). The degree (C) is determined independently by the divergence coefficient (D) of electrochemical chemistry, and the spatial and temporal inhomogeneity is determined by the degree (C).これは, ゲルphase shift をelectric signal に変change するmethodologyのestablishedでもある. At the same time, in the presence of に, ゲススト molecules, the overlapping したゲル (molecule brush り込みゲル) and the expansion of のの, ゲスト molecules exist and in the non-existence, there is a conflicting を明らかにした. The above-mentioned の検を通し and ハイドロゲルmodified ultra-fine electrodes are replaced by いたmolecule information 変 and システムを実行した. Specifically, the following research results have been obtained. (1) Balanced swelling time and non-equilibrium swelling time. Answer: ゲルmodified electric The molecules are dissolved in the solution, soaked in the solution, and swelled, and the molecules are shrunk and balanced. The process of changing the degree of swelling of the state and the distribution of molecules in the state , ゲル中でのレドックスmolecule's の拡divergence coefficient の电気chemistry's independent determination を実 Present した. (2) The influence of the phase change of the material and the effect of the added substance: the phase change of the substance added and the temperature change of the material.いるポリ(N-イソプロピルアクリルアミド) ゲルを Use い, the structure of the added substance and the phase change とのrelated を明らかにした. (3) Molecular brushing, phase transfer and molecular information exchange: co-overlapping of multi-component systems in the presence of ゲスト molecules The ゲれをsynthetic し, the られたゲルのphase change, the をゲストmolecule does not exist, the および exists, and the で検した is moved. The result of the test, the concentration of the molecules, the phase change, the generation of the phase change, the determination of the electrochemical chemistry, the test resultsり, ゲストmolecules are stimulated by による → phase shift is induced → electrochemical signal is changed and molecule information is changed and システムが is constructed.