生体機能発現メカニズム解明に向けた液中高分解能電荷分布計測の開発

开发液体中高分辨率电荷分布测量以阐明生物功能表达机制

• 批准号: 11J01526
• 负责人: 梅田 健一
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J01526/
• 关键词: DNA; 走査プローブ顕微鏡; 周波数変調原子間力顕微鏡; 電気二重層

前年度の研究において、lambdaDNA分子を基板に吸着させたものを用いて、3次元周波数シフトマップ法による測定を行い、固液界面において分子スケールでの局所表面電荷密度計測が可能であることを示したが、測定に時間がかかるため、熱的なドリフトによって高分解能観察が困難であるという問題があった。FM-AFMでは保存力は周波数シフト、非保存的力(散逸力)はエネルギー散逸として独立で測定することが可能である。これまでの周波数シフトおよびエネルギー散逸の同時測定の実験結果から、電気二重層力(浸透圧力と静電気力)は完全な保存力であるために、周波数シフトのみにしか表れないことを明らかにしてきた。そのため、周波数シフトを探針―試料間距離制御のためのフィードバック信号として用いた上で、エネルギー散逸を同時計測することで、エネルギー散逸量から相対的な表面電荷密度を見積もることが可能であることを見出した。物質の親疎水性の違いが固液界面における溶媒和構造や電荷密度分布とどのような関係にあるか明らかとなっておらず、親疎水性制御を用いたデバイス作製などのために、親疎水性原理の解明は重要である。界面活性剤SDSの溶液中においてHOPG基板上で周波数シフトマップ測定を行い、半円筒形状のミセルを可視化することに成功した。しかしながら、測定領域を決める周波数シフトlimit値を上げることで、探針側のミセルの破壊も観察されることが分かった。また、探針と試料のミセル間に働く相互作用力として、電気二重層力だけでなく、探針と試料表面ミセルの変形に伴う粘弾性力も働くことが分かった。更に検討を行った結果、DDABを用いることで試料表面のみにミセルを形成することが分かり、また表面要素積分法を3次元に拡張した手法の開発にも成功し、ミセル表面の表面電荷密度分布計測に成功した。

In the previous year, the study on the molecular substrate of lambdaDNA and the absorption of the molecular substrate on the substrate has been carried out in order to determine the operation, the solid-liquid interface, and the surface load density measurement of the molecular substrate and the solid-liquid interface. it is possible to show the temperature, determine the temperature and determine the temperature of the surface. The high resolution of the system can detect the problem of the problem. FM-AFM preservation force cycle wavenumber, non-saving force (escape force), escape force, independent measurement, cycle number, non-saving force, non-saving force and non-saving force. The number of waves per cycle is measured, and the results of the test are measured at the same time. The double force (immersion force and static force) is fully preserved. The number of cycles is measured. The table shows that it is clear that it is safe. The number of cycles, the number of cycles, the number of cycles, The solid-liquid interface, the solid-liquid interface. Interfacial activity "SDS" solution, "cycle number", "measurement line", "cylinder shape", "feasibility", "success" on the HOPG substrate. It is necessary to determine the frequency of the cycle, the number of waves, the number of limit, the number of waves, the number of waves. The mechanical properties of the composite materials, such as the interaction forces, the double force gradients, the surface shapes and the viscous forces of the composite materials, are analyzed and analyzed. By comparing the results of the test results, the DDAB was used to determine the density distribution on the surface of the raw material, the three-dimensional method of surface element analysis, and the calculation of the surface load density distribution on the surface.

项目成果

Quantitative charge density measurement of biomolecule in aqueous solutions by FM-AFM with force mapping technique

采用力图技术的 FM-AFM 定量测量水溶液中生物分子的电荷密度

• 发表时间: 2012
• 作者: S.Rode;R.Stark;J.Lubbe;L.Troger;J.Schutte;K.Umeda;K.Kobayashi;H.Yamada;A.Kuhnle;梅田健一;梅田健一
• 通讯作者: 梅田健一

原子間力顕微鏡を用いた表面電荷密度測定装置

使用原子力显微镜的表面电荷密度测量装置

• 发表时间: 2013

Quantitative electric double layer force mapping and local charge density measurements of biological molecules by FM-AFM in aqueous solutions

水溶液中 FM-AFM 定量双电层力图和生物分子局部电荷密度测量

• 发表时间: 2012
• 作者: S.Rode;R.Stark;J.Lubbe;L.Troger;J.Schutte;K.Umeda;K.Kobayashi;H.Yamada;A.Kuhnle;梅田健一;梅田健一;梅田健一;梅田健一;梅田健一
• 通讯作者: 梅田健一

液中環境下におけるFM-AFMを用いた局所電荷密度計測

在液体环境中使用 FM-AFM 进行局部电荷密度测量

• 发表时间: 2011
• 作者: S.Rode;R.Stark;J.Lubbe;L.Troger;J.Schutte;K.Umeda;K.Kobayashi;H.Yamada;A.Kuhnle;梅田健一;梅田健一;梅田健一;梅田健一;梅田健一;梅田健一;梅田健一;梅田健一;梅田健一;梅田健一;梅田健一
• 通讯作者: 梅田健一

Quantitative Measurements of Local Charge Density at Solid / Liquid Interfaces by FM-AFM

通过 FM-AFM 定量测量固/液界面的局部电荷密度

• 发表时间: 2012
• 作者: S.Rode;R.Stark;J.Lubbe;L.Troger;J.Schutte;K.Umeda;K.Kobayashi;H.Yamada;A.Kuhnle;梅田健一;梅田健一;梅田健一
• 通讯作者: 梅田健一