有機・無機ハイブリッド型バイオセンシング材料の創製

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バイオセンシング技術とは抗原抗体反応や酵素反応といつた生体関連物質が有する特異的分子識別能を利用したセンシング技術である。バイオセンサーは検体をそのまま使用することができるため、事前処理や複数の工程が必要である従来の化学的分析にくらべ、高速かつ少量での分析が可能となる。本研究では, タンパク質吸着性の高い有機・無機ハイブリッド材料の新規合成法の開発と解析法の検討を行った。低濃度のサンプルを検出するために、生体親和性を担う官能基にアミノ基を選択した。アミノ基を有するAPTMSを主原料とし、アミノ基を高密度に有する新規材料の作製を目指した。材料の高機能化のためTEOSを導入し, タンパク質検出能を維持したまま, 耐水性を有する材料を得ることができた。また, 薄膜表面を加工するために, 表面インプリントを行なうことができた。バイオデバイスは, システムの微細化と製造工程の簡素化が同時に求められているため, 表面インプリントによる加工は, デバイスの加工法として非常に有望である。本試料はインプリントにより表面加工が容易に行えるため, 表面加工を行う為に何重もの行程を要するガラス基板よりも加工性に優れていると言える。また, 表面プラズモンを利用したタンパク質検出デバイスの創製も行っている。また, これまでに有機無機ハイブリッド材料を得る手法として無溶媒アルコール縮合法(si-OR+P-OH→si-O-P+ROH)を開発してきた。しかしながら, 出発物質がケイ素アルコキシド(有機修飾アルコキシシラン)であったために, 用いることのできる元素が制限されるという問題もあった。本研究では, 用いることのできる元素の選択肢を広げるために, 出発物質として有機修飾ケイ酸とホウ素アルコキシドを選択し, ホウケイ酸塩系有機-無機ハイブリッドガラスの無溶媒合成と反応プロセスの解明に成功した。得られた材料は, 格段に耐水性に優れるものであった。また, 種々の金属アルコキシドを添加することにより, 耐水性がさらに向上することを見出した。