DNA分子の電気特性

DNA分子的电学特性

• 批准号: 04F04655
• 负责人: 荒川 泰彦
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04F04655/
• 关键词: DNA; DNA分子の電気特性; 超高真空走査トンネル顕微鏡

DNA研究は、現在、ナノエレクトロニクスの重要なファクターとなりつつある。特に二重らせん構造中の塩基対軌道がオーバーラップすることにより発生する導電性については多くの研究者の興味を集めている。DNA分子による電荷移動は光学的測定によって最近実証されており、現在DNA中の電荷移動メカニズムはsuperexchange、hopping、polaronによるものと考えられている。しかしDNAの電子的特性の詳細については、未だ多くの議論の的となっており、その特性は、接触、DNA形式、シーケンス長および測定環境によって、絶縁体、半導体、導電体あるいは超伝導材料とおおきく変化する。このことは理論的にも、接触、シーケンスおよび環境がDNA分子の電子輸送に著しく影響することが示されている。従って、このDNAの導電性を実験的に詳しく調べることは極めて意義深いものであり、それを用いた将来のデバイス実現のためには不可欠である。DNAの電子的特性を調べるために、その環境として、ガラス、金基板、さらにGaAs基板を用いて、さらにその接触を良くするための最適な溶媒を調べ、DNA形式およびシーケンス長の違うDNAを用意して、詳細に研究を行った。その結果、超高真空走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて、走査トンネル分光(STS)測定を行うことにより、初めて、単一DNA分子の電子特性測定に成功した。サンプルとSTM探針の距離を変化させることにより、それぞれの距離に対応した電圧・電流曲線を再現性良く得ることができた。この測定から得られたバンドギャップ値は、2.88eVで、理論的に予測された値である3.0eVと良く一致した。この得られたバンドギャップ値は、二重らせん構造に沿ったヌクレオシド分布の不均一性によるものと考えられる。さらにDNA分子中の電荷輸送にDNA緩衝液中の対イオンが重要な役割を果たすことがわかった。本研究は、再現性のよい測定手法を確立したことで極めて有意義であり、また形式およびシーケンス長の違うDNAを系統的に測定することにより、将来、研究者、技術者が参照できる基礎的なデータベースを構築すること可能であることを示した点は、今後の科学技術の発展、とくにバイオナノテクノロジーの進展に大いに寄与するものである。

DNA research is very important nowadays.特に二重らせん中の婩対rail trackがオーバーラップすることにより発生する Conductivity については多くの researcher の心丝を集めている. The optical measurement of charge movement in DNA molecules has recently been proven, and the current charge movement in DNA has been provenズムはsuperexchange, shopping, polaronによるものと卡えられている.しかしDNAのelectronic propertiesのDetailsについては、Miだ多くの Discussionの的となっており、そのCharacteristicsは、Contact、DNA shape Formula, シーケンス长およびmeasurement environment によって, insulators, semiconductors, conductors あるいは super conductive materials とおおきく変化する. The このことは theory is based on the にも, contact, シーケンスおよび environment, and the DNA molecule's electron transport, and the influence of することがshows されている.従って、このDNA's conductivity を実験's に detail しくtone べることは极めて has a profound meaningいものであり, それを Use いた future のデバイス実present のためには cannot owe である. Characteristics of DNA electrons: べるために, そのENvironment として, ガラス, gold substrate, さらにGaAs substrate を Use いて, さらにそのThe most suitable solvent for the touch is the adjustment, the DNA form is the long and the wrong DNA is the intention, and the detailed research is the line.そのResults, ultra-high vacuum walkthrough micromirror (STM), use of ultrahigh vacuum walkthrough STM TS) successfully measured the electronic properties of the single DNA molecule.サンプルとSTM probe's distance を変化させることにより、それぞれThe distance is good and the electric pressure and current curve have good reproducibility. The measured value is 2.88eV, and the theoretical prediction value is 3.0eV, which is consistent.この得られたバンドギャップ値は, 二重らせんstructuralに AlongっThe non-uniformity of the distribution of たヌクレオシドによるものと卡えられる. It is important to carry out charge transport in DNA molecules and carry out charge transport in DNA buffers. In this study, the measurement method of reproducibility has been established and the method is meaningful and the format is the same.びシーケンス长のviolationうDNAをSystematic measurementすることにより、future、researcher、technologistがReferring to the basic なデータベースをbuild することpossible であることをshow したPoint は, the future のScience and Technology Exhibition, Development of Science and Technology, Progress of Science and Technology, and Development of Science and Technology.