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ヘリックスペプチド単一分子の電気的特性の解明

阐明单螺旋肽分子的电学特性

基本信息

批准号：
12J05908
负责人：
宇治広隆
金额：
$ 1.73万
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：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

当該年度に実施した研究においては、ヘリックスペプチドの電子移動能を解明し、フォトダイオードへの応用を試みた。具体的には、昨年度に実施した研究を継続して、光エネルギーアクセプターを末端に結合したヘリックスペプチドを用いて、金基板上に自己組織化単分子膜(self-assembled monolayer: SAM)を調製し、光励起による光電流発生について検討を行った。光応答を示す分子としてN末端にジスルフィド基、C末端にテトラフェニルポルフィリンを結合した、L-アラニン (L-alanine: Ala)と2-アミノイソ酪酸(Aib)の交互配列16量体ヘリックスペプチド：SA16TPPと、電子受容能に優れたフラーレンをC末端に結合したヘリックスペプチド：SA16C60を設計し合成した。ポルフィリンのみのSAMでは、ポルフィリンの表面密度が増大するほどアノード方向の光電流が支配的になり、吸収した光子に対する量子収率も増大した。マーカス理論を応用したモデルを適用することにより、光電流の電位依存性を理論的に解析した。ポルフィリンの密度が大きくなるほど、熱失活過程や再配向エネルギーが減少していることが分かった。これを基に、約４μAの光電流に対して暗電流が数十nAしか流れないフォトダイオードを作成した。また、ポルフィリンからフラーレンへと電荷分離が形成され、高効率に光電流が発生することを期待して、ポルフィリンとフラーレンの混合SAMを調製した。混合SAMでは、ポルフィリンを励起したにも関わらずカソード電流が-300 mVから100 mVの広い範囲で発生し、フラーレンを介した電子移動が支配的に起こっていることが分かった。一方で、溶液中の電子アクセプターとして酸素を利用したため、光電流発生を伴わない熱失活過程が増大してしまい、全体の量子収率は減少した。

When the research was carried out in the year, the electronic mobility was investigated. Specifically, the research conducted last year has been carried out to investigate the modulation and photoexcitation of self-assembled monolayer (SAM) on gold substrates. The photo-responsive molecule is designed and synthesized by combining the N-terminal group, C-terminal group, L-alanine (L-alanine: Ala), 2-alanine (Aib), and cross-alignment of 16 molecules: SA16TPP, SA16C60. The surface density of photoelectrons increases, and the photon absorption rate increases. The potential dependence of photocurrent The density of the particles increases, the thermal inactivation process decreases, and the reorientation process decreases. The photocurrent of about 4μA was measured at the base and the dark current was measured at tens of nA. The formation of high efficiency photocurrent and the modulation of high efficiency photocurrent Hybrid SAM is excited to generate electrons from-300 mV to-100 mV, and the electron movement is controlled by the excitation. On the one hand, the utilization of electrons in solution, photocurrent generation and thermal inactivation process increase, and the overall quantum yield decreases.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Investigation on Single helical peptide conductance in a gold-peptide-gold junction

金-肽-金连接中单螺旋肽电导的研究

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
Polymer Preprints (American Chemical Society, Division of Polymer Chemistry)
影响因子：
0
作者：
Hirotaka Uji;Tomoyuki Morita;Shunsaku Kimura
通讯作者：
Shunsaku Kimura

Molecular photodiode consisting of helical peptides having porphyrin

由具有卟啉的螺旋肽组成的分子光电二极管