アプタマー含有メソポーラス材料を用いたバイオセンサーの開発

使用含有适体的介孔材料开发生物传感器

基本信息

批准号：
10F00342
负责人：
寺前紀夫
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

バイオセンサーの代表例として表面プラズモン共鳴(SPR)を用いた方法が広く利用されている。一方、SPRと同様に基板表面への試料吸着に伴う屈折率変化を利用する方法として、金属基板/誘電体の二相から構成される光導波路センサーも報告されている。誘電体相にポーラス材料を用いて光導波路として利用すれば、SPRや従来の均一な誘電体を用いた光導波路に対し、試料が吸着するセンサー表面の表面積を著しく増大でき、飛躍的な高感度化が期待できる。本研究では、メソポーラス膜を誘電体とすることで光導波路センサーのさらなる高感度化を図るために、メソポーラス膜の構造制御に特に注目して最適な構造形成を可能とする合成条件を探索することとした。これまで、メソポーラスシリカを包含した陽極酸化アルミナ膜について、焼成のときに生じやすい空隙欠陥を取り除くこととメソ細孔サイズの制御をまず試み、いくつかのメソ材料を合成し、そのキャラクタリゼーションを走査型電子顕微鏡観察と窒素吸脱着実験により行ってきた。メソポーラス材料の合成法として、従来多くの研究者によってEvapolation-induced Self-Assembly法が利用されてきた。しかし、この方法では溶媒が揮発する間に前駆体溶液の収縮が生じ、特にアルミナ細孔内などへのメソ構造作成においては空隙欠陥が生じやすい欠点がある。従って、高粘性の鋳型界面活性剤をアルミナ細孔内へまず充填し、次いでシリカ源を気相で反応させる気相合成法を用いれば従来法の欠点を克服できると期待できる。本研究では、昨年度に引き続き、この気相合成法における種々の合成条件のメソ構造に及ぼす影響を体系的に評価・検討した。さらにメソ構造を有する金属酸化物の合成についても各種合成条件に検討を加え、金属シュウ酸塩の熱分解を用いることで結晶性の高い構造体を得ることができ、X線回折、示差熱重量分析、電子顕微鏡、SQUID等により解析した。

使用表面等离子体共振（SPR）的方法已被广泛用作生物传感器的代表性示例。另一方面，作为一种类似于SPR的方法，还报道了由金属底物/介电的两个阶段组成的光波导传感器作为一种方法，该方法利用了与样品在底物表面上吸附到底物表面相关的折射率变化。如果将多孔材料用作介电相并用作光学波导，则与使用均匀的介电材料或常规的光学波导相比，可以显着增加样品所吸附的传感器表面表面区域，并且可以预期高度更高的灵敏度。在这项研究中，为了通过使用介孔膜作为介电，为了进一步提高光波导传感器的灵敏度，我们决定搜索合成条件，通过对介孔膜的结构控制特别关注最佳结构形成。到目前为止，首先尝试了含有介孔二氧化硅的阳极氧化铝膜去除可能在射击过程中可能发生的空隙缺陷并控制中孔大小，并合成了几种介质材料，并通过扫描电子显微镜观察和硝基原生素的吸收和呼吸剂和良好的呼吸良好的呼吸剂来表征它们。蒸发引起的自组装方法已被许多研究人员用作合成介孔材料的方法。但是，该方法的缺点在挥发溶剂时会缩小前体溶液，并且可能会发生空隙缺陷，尤其是在氧化铝孔中创建介体结构时。因此，可以预期，可以通过首先将高粘性模板表面活性剂填充到氧化铝孔中，然后使用蒸气相合成方法来克服常规方法的缺点，在该方法中，二氧化硅源在气相中反应。在这项研究中，在去年之后，我们系统地评估并检查了各种合成条件对这种气相合成方法介质结构的影响。此外，还研究了各种合成条件，用于与介质结构合成金属氧化物，并通过使用金属草酸金属的热解，获得高度晶体结构，并使用X射线衍射，差异衍射，鉴别热力计分析分析，电子显微镜，squid，squid等，等等。