金ナノ粒子を固定化したインプリント高分子型センサー素子の開発

固定金纳米颗粒印迹聚合物传感器元件的开发

• 批准号: 15750149
• 负责人: 松井 淳
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Konan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15750149/
• 关键词: モレキュラーインプリンティング; 金ナノ粒子; 表面プラズモン共鳴; ドーパミン; ハイドロゲル; センサー; 高分子ゲル; アドレナリン; 表面プラズモン

本研究では、センサー素子として応用可能な、金ナノ粒子を固定化した分子インプリント高分子(Au-MIP)を合成することを目的として研究を行った。初年度には、Au-MIPの合成を行い、これを分子センサーとして用いることにより、目視および分光光度計による生体分子の簡便な新規検出法の開発に成功した。今年度は、Au-MIPを表面プラズモン共鳴(SPR)計測装置のセンサーチップ構築に応用し、低分子化合物に対する高感度SPRセンサーの開発を行った。金ナノ粒子(粒径約5nm)、アクリル酸、N-イソプロピルアクリルアミド、ビスアクリルアミド、ジメチルスルポキシド、ドーパミン(テンプレート分子)、AIBNを混合し、表面をビニル基で修飾した金蒸着ガラス基板上に塗布した。60℃で加熱することによりAu-MIP固定化基板を得た。同基板をSPR計測装置の検出部に装着し、種々の濃度のドーパミンに対する応答を計測した。その結果、11-メルカプトウンデカン酸で修飾したセンサーチップでは応答が見られなかったのに対し、インプリント高分子ゲルで被覆したセンサーチップでは、共鳴角の減少が見られた(100μMに対して-0.58°)。さらにAu-MIPを固定化した場合では、その角度変化は-1.28°であり、金ナノ粒子とセンサー基板とのカップリングにより、高感度検出が可能であることが示唆された。以上のように、小分子の結合を、高分子ゲルの膨潤と金ナノ粒子の移動という現象に変換することにより、従来のSPRセンサーの問題点であった小分子に対する感度を劇的に向上させることに成功した。テンプレート分子を換えることにより様々なセンサーチップが構築できるので、本研究成果によって、SPRセンサーがさらに広範囲な分野で使用されるようになるものと考えられる。

进行这项研究的目的是合成与金纳米颗粒固定的分子印迹聚合物（AU-MIP），可以用作传感器元素。在第一年，将Au-MIP合成并用作分子传感器，以成功地开发出一种简单的新型方法，用于在视觉上检测生物分子和分光光度计。今年，Au-MIP应用于用于表面等离子体共振（SPR）测量设备的传感器芯片，并为低分子量化合物开发了高度敏感的SPR传感器。金纳米颗粒（粒径约5 nm），丙烯酸，N-异丙基丙烯酰胺，双乙烯酰胺，二甲基硫氧化物，多巴胺（模板分子）和AIBN和AIBN被混合并涂在金糖基玻璃基底物上，并涂在金糖基底物上。在60°C上加热底物以获得Au-MIP固定的底物。将底物连接到SPR测量装置的检测单元，并测量对多巴胺浓度的反应。结果，在用11-苯基烯酸修饰的传感器芯片中未观察到响应，而在涂有印迹聚合物凝胶的传感器芯片中，观察到谐振角的降低（-0.58°对100μm）。此外，当Au -Mip固定时，角度的变化为-1.28°，这表明由于金纳米粒子和传感器基板之间的耦合，高灵敏度检测是可能的。如上所述，通过将小分子的结合转化为聚合物凝胶肿胀的现象和金纳米颗粒的转移，我们成功地显着提高了对小分子的敏感性，这是常规SPR传感器的问题。由于可以通过变化的模板分子来构建各种传感器芯片，因此人们认为这项研究的结果将导致在更广泛的字段中使用SPR传感器。

项目成果

Composite of Au nanoparticles and molecularly imprinted polymer as a sensing material

• DOI: 10.1021/ac034788q
• 发表时间: 2004-03-01
• 期刊: ANALYTICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 7.4
• 作者: Matsui, J;Akamatsu, K;Sugimoto, N
• 通讯作者: Sugimoto, N

Synthetic Cinchonidine Receptors Obtained by Cross-linking Linear Poly(methacrylic Acid) Derivativesasan Alternative Molecular Imprinting Technique

交联线性聚甲基丙烯酸衍生物sasan替代分子印迹技术获得的合成辛可尼丁受体

• 发表时间: 2004
• 期刊: Journal of Chromatography, B 804
• 作者: Jun Matsui;Norihito Minamimura;Kenji Nishimoto;Katsuyuki Tamaki;Naoki Sugimoto
• 通讯作者: Naoki Sugimoto

Jun Matsui, Kensuke Akamatsu, Shingo Nishiguchi, Daisuke Miyoshi, Hidemi Nawafune, Katsuyuki Tamaki, Naoki Sugimoto: "Composite of Au Nanoparticles and Molecularly Imprinted Polymer as a Sensing Material"Analytical Chemistry. (in press). (2004)

Jun Matsui、Kensuke Akamatsu、Shingo Nishiguchi、Daisuke Miyoshi、Hidemi Nawafune、Katsuyuki Tamaki、Naoki Sugimoto：“作为传感材料的金纳米粒子和分子印迹聚合物的复合材料”分析化学。

Jim Matsui, Norihito Minamimura, Kenji Nishimoto, Katsuyuki Tamaki, Naoki Sugimoto: "Synthetic Cinchonidine Receptors Obtained by Cross-linking Linear Poly(methacrylic Acid) Derivatives as an Alternative Molecular Imprinting Technique"Journal of Chromatog

Jim Matsui、Norihito Minamimura、Kenji Nishimoto、Katsuyuki Tamaki、Naoki Sugimoto：“通过交联线性聚（甲基丙烯酸）衍生物作为替代分子印迹技术获得的合成辛可尼丁受体”Journal of Chromatog