セルロースのその場自己組織化を利用したナノコンポジット材料の創製

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ナノリボン多孔体に担持された酸化グラフェン（GO）表面への蛍光修飾デオキシリボ核酸（DNA）プローブの吸着を利用した生体分子センシングについて、応用に向けたさらなる検討を実施した。前年度に当該センシング系はモデル夾雑タンパク質溶液中でも機能することを明らかにしているが、さらに本年度は実際の試料により近い血清中でのセンシングを検討した。その結果、バックグラウンドシグナルの増大がやや見られたものの、ターゲットDNAの存在下では顕著に高い蛍光強度を示したことから、血清中でもセンシングできることが明らかとなった。加えて、これまでは未乾燥のGO担持多孔体を用いてきたが、凍結乾燥した多孔体を用いてもセンシングできることがわかった。この結果は、分散固定効果によってGOの凝集が空気中でさえも抑制されていることを示している。凍結乾燥品は軽量であるために輸送や保管の観点から優れる利点があり、以上から当該センシング系は実応用への高い潜在性を示すことが明らかとなった。GO担持多孔体の化学還元による導電性還元型GOゲルの構築について、詳細な解析を実施した。まず、化学還元前後のセルロース成分について質量分析法により解析した結果、還元反応中にセルロースが分解・除去されていることがわかり、これは還元後のゲルはセルロース成分を含まず、還元型GOのみからなることを示している。さらに、得られる導電性ゲルを電極材料としたスーパーキャパシタについて繰り返し充放電特性を詳細に評価した結果、1000回の充放電サイクル後の比静電容量ならびにクーロン効率はそれぞれ初期の78%ならびに98%であり、当該還元型GOゲルは高いサイクル安定性を示すことが示された。