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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：
下村政嗣
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (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。

This investigation is aimed at researchers in biological function-related chemistry, polymer chemistry, applied physics, and photochemistry, researchers in molecular analysis, biophysics, and physical optics, and information exchange on methods, structural evaluation, and functionalization of nucleic acid polymers. DNA molecular information and molecular functions are explored. Nucleic acid polymer material development, molecular organization technology, molecular structure and observation technology development background, years, world attention Nucleic acid polymer functional polymer design and development of molecular functional materials, LB method and self-organization method, use of molecular self-organization force, use of molecular alignment and alignment control, possible molecular organization technology, light radiation pressure, interatomic force, use of molecular manipulation technology, development requirements. In addition, the molecular structure evaluation, morphological observation, measurement of intermolecular forces, and determination of molecular spectroscopic parameters are indispensable for the preparation of molecular molecules by using these techniques. The development of molecular organization and structural evaluation methods for nucleic acid polymers is based on the premise of joint research in this study. Nucleic acid has the most characteristic function of water binding between high molecular weight, and high molecular weight. This investigation includes investigations and discussions on the direct coordination of chemical forces and micromirrors, the photochemical reaction of chemical forces and micromirrors, and the function of molecular recognition. The possibility of long-distance electron movement in the nearest, most distant DNA is discussed. This investigation is aimed at investigating the development, photochemistry, molecular spectroscopy, and position of high-speed photophysical and chemical phenomena, molecules, and materials.