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導電性炭素材料への分子識別機能を有する生体分子の固定化方法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P160012939
整理番号 FU597
掲載日 2016年4月19日
出願番号 特願2014-247849
公開番号 特開2016-106581
出願日 平成26年12月8日(2014.12.8)
公開日 平成28年6月20日(2016.6.20)
発明者
  • 坂元 博昭
  • 末 信一朗
  • 里村 武範
出願人
  • 国立大学法人福井大学
発明の名称 導電性炭素材料への分子識別機能を有する生体分子の固定化方法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】本発明は、導電性炭素材料に対して分子識別機能を有する生体分子を所定の配向性を有するように固定して高性能の複合素子を得ることができる生体分子の固定化方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明では、導電性炭素材料の表面にピレン誘導体を付着させて導電性炭素材料が分散した分散液を調製し、分散液中において導電性炭素材料に付着したピレン誘導体に対して配位子を結合させて配位子に金属イオンを担持する金属錯体を生成し、ヒスチジン残基が付加された生体分子を分散液中に投入してヒスチジン残基を金属イオンと結合させて導電性炭素材料の表面において生体分子を所定の配向性を有するように固定化する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


バイオテクノロジーの進展に伴って、バイオセンサやバイオ電池等の電気化学技術と関連する技術分野の研究が進められてきている。こうした技術分野では、生体反応を電気信号に変換するために、電極等の導電性材料と分子識別機能を有する生体分子とを電気的に接続させたバイオデバイス等の複合素子の開発が進められて、様々な複合素子が提案されている。



導電性材料としては、化学的に安定な金や白金等の貴金属材料が用いられてきたが、カーボンナノチューブ、フラーレン、グラファイト等のグラフェン材料が注目されている。特に、カーボンナノチューブ(以下「CNT」と略称する)は直径10nm~100nmの円筒状の構造を有しており、比表面積がきわめて大きく高い電気伝導性を示すことが知られている。



こうしたCNTの利点に着目してCNTを用いた複合素子が提案されている。例えば、特許文献1では、親水性基-スペーサーアーム-脂質単位からなる化学試薬の物理的吸着により官能基化されたCNTを用いた生物学的マクロ分子の固定化方法が記載されている。特許文献2では、電荷を担持している基がCNTの表面に共有結合しており、電荷を担持している基を介して荷電分子が静電的に結合している複合体が記載されている。また、非特許文献1では、DNAセンサにおけるSWCNT(single-walled carbon nanotube)の電気的な検知性能に対して、DNAを固定化する結合分子であるピレン分子が与える影響について報告されている。

産業上の利用分野


本発明は、カーボンナノチューブ等の導電性炭素材料に、酵素、抗体等の分子識別機能を有する生体分子を固定化する方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
導電性炭素材料の表面にピレン誘導体を付着させて当該導電性炭素材料が分散した分散液を調製する分散処理工程と、前記分散液中において前記導電性炭素材料に付着した前記ピレン誘導体に対して配位子を結合させて当該配位子に金属イオンを担持する金属錯体を生成する担持処理工程と、ヒスチジン残基が付加された生体分子を前記分散液中に投入して当該ヒスチジン残基を前記金属イオンと結合させて前記導電性炭素材料の表面において当該生体分子を所定の配向性を有するように固定化する固定化処理工程とを備えている生体分子の固定化方法。

【請求項2】
前記導電性炭素材料は、カーボンナノチューブである請求項1に記載の生体分子の固定化方法。

【請求項3】
請求項1又は2に記載の生体分子の固定化方法により前記導電性炭素材料の表面に前記生体分子が固定化された複合素子。

【請求項4】
請求項1又は2に記載の生体分子の固定化方法により前記導電性炭素材料の表面に前記生体分子が固定化された電極材料。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014247849thum.jpg
出願権利状態 公開
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