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ゲル基板材料を用いた分子測定装置および分子測定方法

国内特許コード P10S000407
整理番号 P2004-027-JP02
掲載日 2010年6月18日
出願番号 特願2006-535790
登録番号 特許第4734653号
出願日 平成17年9月7日(2005.9.7)
登録日 平成23年5月13日(2011.5.13)
国際出願番号 JP2005016422
国際公開番号 WO2006028135
国際出願日 平成17年9月7日(2005.9.7)
国際公開日 平成18年3月16日(2006.3.16)
優先権データ
  • 特願2004-262227 (2004.9.9) JP
発明者
  • 岡嶋 孝治
  • 徳本 洋志
出願人
  • 国立大学法人北海道大学
発明の名称 ゲル基板材料を用いた分子測定装置および分子測定方法
発明の概要

分子間の相互作用を測定することができる、特に、高分子鎖間の非共有結合的相互作用を分子レベルで測定するための実験系を構築することができる分子測定装置。本装置において、ゲル基板材料(200)は、網目構造に溶媒を含んだゲル(220)と分子鎖(210)とからなる。カンチレバー(100)は、分子鎖(210)と共有結合または物理的結合によって結合し、この結合によって分子鎖(210)を引き上げる。そして、カンチレバー(100)が分子鎖(210)を引き上げるときにかかる力を測定し、ゲル(220)と分子鎖(210)との間に働く高分子鎖間相互作用を検出する。

従来技術、競合技術の概要

1986年に開発された原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope:AFM)(非特許文献1)は、導体・半導体・絶縁体(高分子・生体材料含む)の表面形状を高分解能で観察することができる顕微鏡である。また、AFMの一分子計測法(フォーススペクトロスコピーとも呼ばれる)を用いることにより、一分子レベルの分子間相互作用(分子間の結合力)(非特許文献2、非特許文献3)や分子内相互作用(一分子のコンフォメーション変化)(非特許文献4、非特許文献5)を調べることができる。従来の一分子計測法では、探針と固体基板との間に1個の高分子を挟み込んで、分子を一軸方向に延伸させる手法がとられている。


高分子工業において、バルク材料の粘性(高分子間相互作用、高分子・溶媒間相互作用)および弾性的性質(高分子内および高分子間相互作用)を理解することは基本的に重要である。そして、今後の材料の微小化(ナノサイズ化)に伴い、複数個の分子または1個の分子の「高分子間」相互作用を測定したいという要求はさらに高まってくると考えられる。

【非特許文献1】G.Binnig,C.F.Quate,and Ch.Gerber,″Atomic Force Microscope″,Phys.Rev.Lett.Vol.56,1986,p.930
【非特許文献2】Frisbie,C.D.,Rozsnyai,L.F.,Noy,A.,Wrighton,M.S.& Lieber,C.M.″Functional Group Imaging by Chemical Force Microscopy″,Science Vol.265,1994,p.2071
【非特許文献3】Lee,G.U.,Kidwell,D.A.& Colton,R.J.″Sensing Discrete Streptavidin-Biotin Interactions with Atomic Force Microscopy″,Langmuir Vol.10,1994,p.354-357
【非特許文献4】K.Mitsui,M.Hara,A.Ikai,FEBS Lett.″Mechanical unfolding of alpha2-macroglobulin molecules with atomic force microscope″,Vol.385,1996,p.29
【非特許文献5】M.Rief,M.Gautel,F.Oesterhelt,J.M.Fernandez,H.E.Gaub,″Reversible Unfolding of Individual Titin Immunoglobulin Domains by AFM″,Science Vol.276,1997,p.1109
【非特許文献6】Yamamoto,Y.Tsujii,and T.Fukada,″Atomic Force Microscopic Study of Stretching a Single Polymer Chain in a Polymer Brush″,Macromolecules 33,2000,p.5995

産業上の利用分野

本発明は、分子測定装置および分子測定方法に関し、特に、原子間力顕微鏡を用いて単一分子(または複数個の分子)を測定する分子測定装置および分子測定方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】 高分子鎖によって構成されるゲル網目構造に溶媒を含んだゲルと分子鎖からなるゲル基板材料と、
前記分子鎖を引き上げる引き上げ手段と、
前記引き上げ手段が前記分子鎖を引き上げるときにかかる力を測定する測定手段とを備え、
前記引き上げ手段は、前記分子鎖との共有結合または物理的結合によって、前記分子鎖を前記ゲル基板材料から引き上げることにより、前記分子鎖と前記ゲル網目構造を構成する高分子鎖との相互作用を測定する、
ゲル基板材料を用いた分子測定装置。
【請求項2】 前記引き上げ手段は、カンチレバー、光ピンセット、およびガラスニードルのいずれかである、
請求項1記載の分子測定装置。
【請求項3】 高分子鎖によって構成されるゲル網目構造に溶媒を含んだゲルと分子鎖とからなるゲル基板材料を生成する工程と、
前記分子鎖を引き上げ手段によって引き上げる工程と、
前記引き上げ手段が前記分子鎖を引き上げるときにかかる力を測定する工程とを備え、
前記引き上げ手段は、前記分子鎖との共有結合または物理的結合によって、前記分子鎖を前記ゲル基板材料から引き上げることにより、前記分子鎖と前記ゲル網目構造を構成する高分子鎖との相互作用を測定する、
ゲル基板材料を用いた分子測定方法。
産業区分
  • 試験、検査
国際特許分類(IPC)
画像

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出願権利状態 権利存続中
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