ポーラスアルミナナノホールアレーを用いた集積型ナノ電極に基づく多機能計測

本研究では、アルミニウムの陽極酸化によって生成する長距離規則配列したポーラスアルミナのナノホールアレイにメッキやスパッタ法などにより電極材料の充填を行い、集積型ナノ電極を作製し、任意の面積を持つナノ電極が長距離に規則配列された集積型ナノ電極の特徴を生かすことにより、ナノモル濃度の物質の高感度分析、複数の酵素を配列させたデバイスにより複合的な物質の検出が可能な測定システムの構築を目的とする。昨年度は、アルミニウム表面へのテクスチャリング処理および自己組織化プロセスを用い一定の大きさを持つ細孔が並んだサブミクロン〜数十ナノの径を持つホールアレーの作製、および周期、孔径などが任意にコントロールすることができる方法を確立し、そのホール内に金属や酸化物を充填することにより、集積型ナノ電極の基盤となる構造の作製法を確立した。本年度は、作製したナノ電極を用いた応用として、微小電極アレイの電気化学反応の基礎的評価および酸化チタンと金電極をモザイク状に配列させた微小電極を用いることにより、酸化チタンの光励起反応により生成する寿命の短い反応活性種の電気化学的検出法に応用した。また、昨年度のフェリチン蛋白質やDNAなどを微小電極表面および電極表面を修飾することにより相互作用を利用した選択的な分子パターニングを行い、ディスク直径20nm以下の電極を作製し、蛋白質の単独分子が規則的に配列した構造の作製に成功した。さらに、これらのナノパターニングの応用として、DNAのナノパターンを小さくするに従って、DNAの二重螺旋化反応に要する時間が大幅に短縮され、ハイスループットな生体分子アレイの開発につながる結果を得た。また、ポーラスアルミナのナノホールアレイ構造を三次元的に用いて細孔内壁にDNAを固定することにより、従来に比べて高密度で、分析時間が短いフロースルー型DNAを開発した

本研究では、アルミニウムの陽極酸化によって生成する長距離規則配列したポーラスアルミナのナノホールアレイにメッキやスパッタ法などにより電極材料の充填を行い、集積型ナノ電極を作製し、任意の面積を持つナノ電極が長距離に規則配列された集積型ナノ電極の特徴を生かすことにより、ナノモル濃度の物質の高感度分析、複数の酵素を配列させたデバイスにより複合的な物質の検出が可能な測定システムの構築を目的とする。昨年度は、アルミニウム表面へのテクスチャリング処理および自己組織化プロセスを用い一定の大きさを持つ細孔が並んだサブミクロン〜数十ナノの径を持つホールアレーの作製、および周期、孔径などが任意にコントロールすることができる方法を確立し、そのホール内に金属や酸化物を充填することにより、集積型ナノ電極の基盤となる構造の作製法を確立した。本年度は、作製したナノ電極を用いた応用として、微小電極アレイの電気化学反応の基礎的評価および酸化チタンと金電極をモザイク状に配列させた微小電極を用いることにより、酸化チタンの光励起反応により生成する寿命の短い反応活性種の電気化学的検出法に応用した。また、昨年度のフェリチン蛋白質やDNAなどを微小電極表面および電極表面を修飾することにより相互作用を利用した選択的な分子パターニングを行い、ディスク直径20nm以下の電極を作製し、蛋白質の単独分子が規則的に配列した構造の作製に成功した。さらに、これらのナノパターニングの応用として、DNAのナノパターンを小さくするに従って、DNAの二重螺旋化反応に要する時間が大幅に短縮され、ハイスループットな生体分子アレイの開発につながる結果を得た。また、ポーラスアルミナのナノホールアレイ構造を三次元的に用いて細孔内壁にDNAを固定することにより、従来に比べて高密度で、分析時間が短いフロースルー型DNAを開発した