生体模倣ナノ構造体集積チップの創製

仿生纳米结构集成芯片的研制

基本信息

批准号：
14750017
负责人：
六車仁志
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Shibaura Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、生体模倣(バイオミメティック材料)を薄膜ナノ構造化、集積化したチップの開発を目的とする。生体模倣材料は、鋳型重合法によって作製する。鋳型重合法は、基質に類似した形の化合物である鋳型分子(認識させたい物質)をその鋳型分子と相互作用するような化合物(機能性モノマー)と共に重合させ、その後に鋳型分子のみを取り除くものである。ここで得られたポリマー材料は鋳型分子の形状と化学的性質を記憶しており、その構造類似体である鋳型分子と特異的に相互作用する。第三年度は、この生体模倣材料をエバネッセント領域を用いてナノ加工し、センシングシステムを構築した。そのために、表面プラズモン共鳴を利用した。ガラス基板上に4nmの厚さのクロムをスパッタリング形成し、その後に45nmの厚さの金をスパッタリング形成した。次にこの金の表面を反応溶液に浸した。反応溶液の成分は、アトラジン1mM、メタクリル酸2mM、エチレングリコールジメタクリレート40mM、2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone 0.5mM、溶媒はクロロホルムである。360nmのアルゴンイオンレーザ光反対のガラス面から入射角45度で照射する。光照射によって重合反応が開始し、生体模倣材料が金表面上に100nm程度して形成される。その後、酢酸/メタノールの混合溶液でガラスチップを洗浄した。測定は、アトラジン1mMのクロロホルム液を流したところ、表面プラズモン共鳴における共鳴角が減少した。これは、アトラジンが生体模倣材料薄膜に結合し、屈折率が変化し、共鳴角が変化したと考えられる。アトラジンと類似の化合物であるトリアジン化合物を流したところ、共鳴角の変化はアトラジンを流したときよりもはるかに少なかった。したがって、生体模倣材料が形成され、その機能を果たせていると言える。

这项研究旨在开发由薄膜纳米结构制成并与仿生材料整合的芯片。仿生材料是通过模板聚合方法制备的。模板聚合过程涉及聚合模板分子（一种要识别的物质），该化合物的形式类似于具有与模板分子相互作用的化合物（功能性单体），然后仅去除模板分子。此处获得的聚合物材料存储模板分子的形状和化学性质，并与模板分子特别相互作用，该分子是其结构类似物。在第三年，使用evanescent区域对这种仿生物质进行了纳米加工以创建一个传感系统。为此，使用了表面等离子体共振。将4 nm厚的铬在玻璃基板上溅射，然后将45 nm厚的金溅射。然后将金表面浸入反应溶液中。反应溶液的成分是1 mM a乙嗪，2 mM甲基丙烯酸，40 mm乙二醇二甲基丙烯酸酯，0.5 mm 2,2-二甲氧基-2-苯基苯基乙烯酮和氯仿。 360nm氩离子激光从与360nm氩离子激光相对的玻璃表面以45度的入射角照射。聚合反应始于光照射，并在大约100 nm的金表面形成仿生物质。之后，用乙酸/甲醇混合溶液洗涤玻璃芯片。为了进行测量，当倒入阿雷津1 mm氯仿溶液时，表面等离子体共振的共振角降低。这被认为是因为阿atrazine与仿生薄膜结合，改变了折射率并改变了共振角度。当三嗪化合物（倒入与阿特拉津）相似的化合物时，谐振角的变化远小于倒入阿特拉津时的变化。因此，可以说形成了仿生材料并可以执行其功能。