Top > Search of International Patents > THREE-DIMENSIONAL STRUCTURE OF FUNCTIONAL MATERIAL

THREE-DIMENSIONAL STRUCTURE OF FUNCTIONAL MATERIAL meetings

Foreign code F070001656
File No. N051-11WO
Posted date Sep 7, 2007
Country WIPO
International application number 2006JP310367
International publication number WO 2006126595
Date of international filing May 24, 2006
Date of international publication Feb 8, 2007
Priority data
  • P2005-155438 (May 27, 2005) JP
Title THREE-DIMENSIONAL STRUCTURE OF FUNCTIONAL MATERIAL meetings
Abstract This invention provides a three-dimensional structure of a functional material, for example, an inorganic thin film of titanium oxide or the like or semiconductor nanoparticles, which have been controlled on a nanoscale order. Ferritin having a plurality of inorganic material-bonded peptides on its surface is introduced into the surface of an inorganic substrate and is bonded in a single layer onto the inorganic substrate. An inorganic material, for which the inorganic material-bonded peptides have a bonding capability and/or a biomineralization capability, is introduced into the single layer-bonded ferritin, and a biomineral layer is formed by utilizing the biomineralization capability of the inorganic material-bonded peptides. Next, (a) the ferritin having a bonding capability to the biomineral layer is introduced into the surface of the biomineral layer, and the ferritin is bonded in a single layer form onto the biomineral layer, and (b) the inorganic material is introduced into the surface of the single layer-bonded ferritin to form a biomineral layer. The multilayering steps (a) and (b) are repeated once or a plurality of times to produce a three-dimensional structure of a functional material.
Scope of claims (In Japanese)請求の範囲

[1] 無機基板表面に、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを表面に提示する 集合体を導入し、前記集合体を無機基板上に単層結合させ、単層結合した前記集 合体に、前記無機材料結合ペプチドのバイオミネラリゼ一シヨン反応の基質あるいは 前駆体を導入し、無機材料結合ペプチドのノィォミネラリゼーシヨン能を利用してバ ィォミネラル層を形成することを特徴とする無機材料単層薄膜の製造方法。

[2] 無機材料結合ペプチドが、無機材料をターゲットにしたファージ提示法により人工的 に取得されたペプチドであることを特徴とする請求項 1記載の無機材料単層薄膜の 製造方法。

[3] 無機材料結合ペプチドが、無機材料をターゲットにした細胞表層提示法により人工 的に取得されたペプチドであることを特徴とする請求項 1記載の無機材料単層薄膜 の製造方法。

[4] 無機材料結合ペプチドが、 RKLPDA (配列番号 1)又は RKLPDAPGMHTW (配 列番号 2)であることを特徴とする請求項 2又は 3記載の無機材料単層薄膜の製造方 法。

[5] 無機材料結合ペプチドが、自然界に存在するアミノ酸配列力もなるペプチドであるこ とを特徴とする請求項 1記載の無機材料単層薄膜の製造方法。

[6] 自然界に存在するアミノ酸配列力もなるペプチドが、珪藻タンパク質に由来するぺプ チドであることを特徴とする請求項 5記載の無機材料単層薄膜の製造方法。

[7] 自然界に存在するアミノ酸配列力もなるペプチドが、自然界に存在するバイオミネラリ ゼーシヨンに関係したタンパク質に由来するペプチドであることを特徴とする請求項 5 記載の無機材料単層薄膜の製造方法。

[8] 集合体が、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを融合した融合タンパク質 複合体であることを特徴とする請求項 1~7のいずれか記載の無機材料単層薄膜の 製造方法。

[9] 融合タンパク質複合体が、多量体タンパク質複合体であることを特徴とする請求項 8 記載の無機材料単層薄膜の製造方法。

[10] 融合タンパク質複合体が、コア'シェル構造を有するタンパク質複合体であることを特 徴とする請求項 8又は 9記載の無機材料単層薄膜の製造方法。

[11] 融合タンパク質複合体が、高等真核生物由来のフェリチンタンパク質複合体であるこ とを特徴とする請求項 8記載の無機材料単層薄膜の製造方法。

[12] 融合タンパク質複合体が、細菌に由来する鉄貯蔵タンパク質複合体であることを特 徴とする請求項 8記載の無機材料単層薄膜の製造方法。

[13] 融合タンパク質複合体が、ウィルス粒子又はウィルス外殻タンパク質複合体であるこ とを特徴とする請求項 8記載の無機材料単層薄膜の製造方法。

[14] 集合体が、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した化学修飾タン ノク質であることを特徴とする請求項 1~7のいずれか記載の無機材料単層薄膜の 製造方法。

[15] 集合体が、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した有機高分子化 合物であることを特徴とする請求項 1~7のいずれか記載の無機材料単層薄膜の製 造方法。

[16] 複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した有機高分子化合物が、疎 水性ブロックと、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した親水性ブ ロックとのブロック共重合体であることを特徴とする請求項 15記載の無機材料単層薄 膜の製造方法。

[17] 複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した有機高分子化合物が、枝 分かれの先端に複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合したデンドリマ 一、又は、アームの先端に複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した スターポリマーであることを特徴とする請求項 15記載の無機材料単層薄膜の製造方 法。

[18] ノィォミネラル層力シリカ又はシリカ含有分子の単層であることを特徴とする請求項

1~17のいずれか記載の無機材料単層薄膜の製造方法。

[19] バイオミネラル層力酸ィ匕チタンの単層であることを特徴とする請求項 1~17のいず れか記載の無機材料単層薄膜の製造方法。

[20] 酸化チタンが光触媒能を有することを特徴とする請求項 19記載の無機材料単層薄 膜の製造方法。

[21] 無機基板表面に単層結合した、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを表 面に提示する集合体を介して、前記無機材料結合ペプチドのバイオミネラリゼーショ ン反応の基質あるいは前駆体が、無機材料結合ペプチドのバイオミネラリゼ一シヨン 能によりバイオミネラル層として形成されていることを特徴とする無機材料単層薄膜。

[22] 無機材料結合ペプチドが、無機材料をターゲットにしたファージ提示法により人工的 に取得されたペプチドであることを特徴とする請求項 21記載の無機材料単層薄膜。

[23] 無機材料結合ペプチドが、無機材料をターゲットにした細胞表層提示法により人工 的に取得されたペプチドであることを特徴とする請求項 21記載の無機材料単層薄膜

[24] 無機材料結合ペプチドが、 RKLPDA (配列番号 1)又は RKLPDAPGMHTW (配 列番号 2)であることを特徴とする請求項 22又は 23記載の無機材料単層薄膜。

[25] 無機材料結合ペプチドが、自然界に存在するアミノ酸配列力なるペプチドであるこ とを特徴とする請求項 21記載の無機材料単層薄膜。

[26] 自然界に存在するアミノ酸配列力もなるペプチドが、珪藻タンパク質に由来するぺプ チドであることを特徴とする請求項 25記載の無機材料単層薄膜。

[27] 自然界に存在するアミノ酸配列力もなるペプチドが、自然界に存在するバイオミネラリ ゼーシヨンに関係したタンパク質に由来するペプチドであることを特徴とする請求項 2

5記載の無機材料単層薄膜。

[28] 集合体が、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを融合した融合タンパク質 複合体であることを特徴とする請求項 21~27のいずれか記載の無機材料単層薄膜

[29] 融合タンパク質複合体が、多量体タンパク質複合体であることを特徴とする請求項 2

8記載の無機材料単層薄膜。

[30] 融合タンパク質複合体が、コア'シェル構造を有するタンパク質複合体であることを特 徴とする請求項 28又は 29記載の無機材料単層薄膜。

[31] 融合タンパク質複合体が、高等真核生物由来のフェリチンタンパク質複合体であるこ とを特徴とする請求項 28記載の無機材料単層薄膜。

[32] 融合タンパク質複合体が、細菌に由来する鉄貯蔵タンパク質複合体であることを特 徴とする請求項 28記載の無機材料単層薄膜。

[33] 融合タンパク質複合体が、ウィルス粒子又はウィルス外殻タンパク質複合体であるこ とを特徴とする請求項 28記載の無機材料単層薄膜。

[34] 集合体が、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した化学修飾タン ノク質であることを特徴とする請求項 21~27のいずれか記載の無機材料単層薄膜

[35] 集合体が、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した有機高分子化 合物であることを特徴とする請求項 21~27のいずれか記載の無機材料単層薄膜。

[36] 複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した有機高分子化合物が、疎 水性ブロックと、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した親水性ブ ロックとのブロック共重合体であることを特徴とする請求項 35記載の無機材料単層薄 膜。

[37] 複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した有機高分子化合物が、枝 分かれの先端に複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合したデンドリマ 一、又は、アームの先端に複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した スターポリマーであることを特徴とする請求項 35記載の無機材料単層薄膜。

[38] ノィォミネラル層力シリカ又はシリカ含有分子の単層であることを特徴とする請求項 21~37のいずれか記載の無機材料単層薄膜。

[39] バイオミネラル層力酸ィ匕チタンの単層であることを特徴とする請求項 21~37のいず れか記載の無機材料単層薄膜。

[40] 酸化チタンが光触媒能を有することを特徴とする請求項 39記載の無機材料単層薄 膜。

[41] 無機基板表面に、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを表面に提示する 集合体を導入し、前記集合体を無機基板上に単層結合させ、単層結合した前記集 合体に、前記無機材料結合ペプチドのバイオミネラリゼ一シヨン反応の基質あるいは 前駆体を導入し、無機材料結合ペプチドのノィォミネラリゼーシヨン能を利用してバ ィォミネラル層を形成し、次いで (a)形成したノィォミネラル層表面に、該バイオミネ ラル層に結合能を有する前記集合体を導入し、バイオミネラル層に対する無機材料

結合ペプチドの結合能を利用して、前記集合体をバイオミネラル層上に単層結合さ せ、(b)単層結合した前記集合体表面に、前記無機材料結合ペプチドのバイオミネ ラリゼーシヨン反応の基質あるいは前駆体を導入し、無機材料結合ペプチドのバイオ ミネラリゼーシヨン能を利用してバイオミネラル層を形成する、多層化操作 (a)及び (b )を、 1若しくは複数回繰り返すことを特徴とする機能性材料の三次元構造体の製造 方法。

[42] 無機基板表面に、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを表面に提示する 集合体を導入し、前記集合体を無機基板上に単層結合させ、単層結合した前記集 合体に、前記無機材料結合ペプチドのバイオミネラリゼ一シヨン反応の基質あるいは 前駆体を導入し、無機材料結合ペプチドのノィォミネラリゼーシヨン能を利用してバ ィォミネラル層を形成し、次いで形成したバイオミネラル層表面に、該バイオミネラル 層に結合能を有する前記集合体を導入し、バイオミネラル層に対する無機材料結合 ペプチドの結合能を利用して、無機ナノ粒子を担持した前記集合体をバイオミネラル 層上に単層結合させ、さらに必要に応じて、(b)単層結合した前記集合体表面に、 前記無機材料結合ペプチドのバイオミネラリゼーシヨン反応の基質あるいは前駆体を 導入し、無機材料結合ペプチドのバイオミネラリゼーシヨン能を利用してバイオミネラ ル層を形成し、(a)形成したバイオミネラル層表面に、該バイオミネラル層に結合能を 有する無機ナノ粒子を担持した前記集合体を導入し、バイオミネラル層に対する無 機材料結合ペプチドの結合能を利用して、前記集合体をバイオミネラル層上に単層 結合させる、多層化操作 (b)及び (a)を、 1若しくは複数回繰り返すことを特徴とする 機能性材料の三次元構造体の製造方法。

[43] 無機材料結合ペプチドが、無機材料をターゲットにしたファージ提示法により人工的 に取得されたペプチドであることを特徴とする請求項 41又は 42記載の機能性材料 の三次元構造体の製造方法。

[44] 無機材料結合ペプチドが、無機材料をターゲットにした細胞表層提示法により人工 的に取得されたペプチドであることを特徴とする請求項 41又は 42記載の機能性材 料の三次元構造体の製造方法。

[45] 無機材料結合ペプチドが、 RKLPDA (配列番号 1)又は RKLPDAPGMHTW (配

列番号 2)であることを特徴とする請求項 43又は 44記載の機能性材料の三次元構造 体の製造方法。

[46] 無機材料結合ペプチドが、自然界に存在するアミノ酸配列力なるペプチドであるこ とを特徴とする請求項 41又は 42記載の機能性材料の三次元構造体の製造方法。

[47] 自然界に存在するアミノ酸配列力もなるペプチドが、珪藻タンパク質に由来するぺプ チドであることを特徴とする請求項 46記載の機能性材料の三次元構造体の製造方 法。

[48] 自然界に存在するアミノ酸配列力もなるペプチドが、自然界に存在するバイオミネラリ ゼーシヨンに関係したタンパク質に由来するペプチドであることを特徴とする請求項 4

6記載の機能性材料の三次元構造体の製造方法。

[49] 集合体が、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを融合した融合タンパク質 複合体であることを特徴とする請求項 41~48のいずれか記載の三次元構造体の製 造方法。

[50] 融合タンパク質複合体が、多量体タンパク質複合体であることを特徴とする請求項 4

9記載の機能性材料の三次元構造体の製造方法。

[51] 融合タンパク質複合体が、コア'シェル構造を有するタンパク質複合体であることを特 徴とする請求項 49又は 50記載の機能性材料の三次元構造体の製造方法。

[52] 融合タンパク質複合体が、高等真核生物由来のフェリチンタンパク質複合体であるこ とを特徴とする請求項 49記載の機能性材料の三次元構造体の製造方法。

[53] 融合タンパク質複合体が、細菌に由来する鉄貯蔵タンパク質複合体であることを特 徴とする請求項 49記載の無機材料単層薄膜の製造方法。

[54] 融合タンパク質複合体が、ウィルス粒子又はウィルス外殻タンパク質複合体であるこ とを特徴とする請求項 49記載の機能性材料の三次元構造体の製造方法。

[55] 集合体が、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した化学修飾タン ノク質であることを特徴とする請求項 41~48のいずれか記載の機能性材料の三次 元構造体の製造方法。

[56] 集合体が、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した有機高分子化 合物であることを特徴とする請求項 41~48のいずれか記載の機能性材料の三次元 構造体の製造方法。

[57] 複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した有機高分子化合物が、疎 水性ブロックと、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した親水性ブ ロックとのブロック共重合体であることを特徴とする請求項 56記載の機能性材料の三 次元構造体の製造方法。

[58] 複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した有機高分子化合物が、枝 分かれの先端に複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合したデンドリマ 一、又は、アームの先端に複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した スターポリマーであることを特徴とする請求項 56記載の機能性材料の三次元構造体 の製造方法。

[59] 機能性材料が、シリカ又はシリカ含有分子の薄膜であることを特徴とする請求項 41

~58のいずれか記載の機能性材料の三次元構造体の製造方法。

[60] 機能性材料が、酸ィ匕チタン薄膜であることを特徴とする請求項 41~58のいずれか 記載の機能性材料の三次元構造体の製造方法。

[61] 酸化チタンが光触媒能を有することを特徴とする請求項 60記載の機能性材料の三 次元構造体の製造方法。

[62] 機能性材料が、半導体材料又は半導体ナノ粒子であることを特徴とする請求項 41~

58のいずれか記載の機能性材料の三次元構造体の製造方法。

[63] 機能性材料が、酸化金属材料又は酸化金属ナノ粒子であることを特徴とする請求項

41~58のいずれか記載の機能性材料の三次元構造体の製造方法。

[64] 機能性材料が、塩化金属材料又は塩化金属ナノ粒子であることを特徴とする請求項

41~58のいずれか記載の機能性材料の三次元構造体の製造方法。

[65] 三次元構造体が、配置制御三次元構造体又は多層薄膜三次元構造体であることを 特徴とする請求項 41~64のいずれか記載の機能性材料の三次元構造体の製造方 法。

[66] 無機基板表面に単層結合した、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを表 面に提示する集合体を介して、前記無機材料結合ペプチドのバイオミネラリゼーショ ン反応の基質あるいは前駆体が、無機材料結合ペプチドのバイオミネラリゼ一シヨン 能によりバイオミネラル層として形成され、さらに(a)形成されたバイオミネラル層表面 に単層結合した前記集合体を介して、 (b)前記無機材料結合ペプチドのバイオミネラ リゼーシヨン反応の基質ある、は前駆体が、無機材料結合ペプチドのバイオミネラリ ゼーシヨン能によりバイオミネラル層として形成されて、る、多層化構造 (a)及び (b) 力 1若しくは複数回繰り返されていることを特徴とする機能性材料の三次元構造体

[67] 無機基板表面に単層結合した、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを表 面に提示する集合体を介して、前記無機材料結合ペプチドのバイオミネラリゼーショ ン反応の基質あるいは前駆体が、無機材料結合ペプチドのバイオミネラリゼ一シヨン 能によりバイオミネラル層として形成され、この形成されたバイオミネラル層表面に無 機ナノ粒子を担持した前記集合体が単層結合され、さらに必要に応じて、(b)結合さ れた集合体を介して、前記無機材料結合ペプチドのバイオミネラリゼ一シヨン反応の 基質あるいは前駆体が、無機材料結合ペプチドのバイオミネラリゼ一シヨン能により ノィォミネラル層として形成され、(a)この形成されたバイオミネラル層表面に無機ナ ノ粒子を担持した前記集合体が単層結合されている、多層化構造 (b)及び (a)が、 1 若しくは複数回繰り返されて、ることを特徴とする機能性材料の三次元構造体。

[68] 無機材料結合ペプチドが、無機材料をターゲットにしたファージ提示法により人工的 に取得されたペプチドであることを特徴とする請求項 66又は 67記載の機能性材料 の三次元構造体。

[69] 無機材料結合ペプチドが、無機材料をターゲットにした細胞表層提示法により人工 的に取得されたペプチドであることを特徴とする請求項 66又は 67記載の機能性材 料の三次元構造体。

[70] 無機材料結合ペプチドが、 RKLPDA (配列番号 1)又は RKLPDAPGMHTW (配 列番号 2)であることを特徴とする請求項 68又は 69記載の機能性材料の三次元構造 体。

[71] 無機材料結合ペプチドが、自然界に存在するアミノ酸配列力なるペプチドであるこ とを特徴とする請求項 66又は 67記載の機能性材料の三次元構造体。

[72] 自然界に存在するアミノ酸配列力もなるペプチドが、珪藻タンパク質に由来するぺプ チドであることを特徴とする請求項 71記載の機能性材料の三次元構造体。

[73] 自然界に存在するアミノ酸配列力もなるペプチドが、自然界に存在するバイオミネラリ ゼーシヨンに関係したタンパク質に由来するペプチドであることを特徴とする請求項 7

1記載の機能性材料の三次元構造体。

[74] 集合体が、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを融合した融合タンパク質 複合体であることを特徴とする請求項 66~73のいずれか記載の三次元構造体。

[75] 融合タンパク質複合体が、多量体タンパク質複合体であることを特徴とする請求項 7

4記載の機能性材料の三次元構造体。

[76] 融合タンパク質複合体が、コア'シェル構造を有するタンパク質複合体であることを特 徴とする請求項 74又は 75記載の機能性材料の三次元構造体。

[77] 融合タンパク質複合体が、高等真核生物由来のフェリチンタンパク質複合体であるこ とを特徴とする請求項 74記載の機能性材料の三次元構造体。

[78] 融合タンパク質複合体が、細菌に由来する鉄貯蔵タンパク質複合体であることを特 徴とする請求項 74記載の機能性材料の三次元構造体。

[79] 融合タンパク質複合体が、ウィルス粒子又はウィルス外殻タンパク質複合体であるこ とを特徴とする請求項 74記載の機能性材料の三次元構造体。

[80] 集合体が、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した化学修飾タン パク質であることを特徴とする請求項 66~73のいずれか記載の機能性材料の三次 元構造体。

[81] 集合体が、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した有機高分子化 合物であることを特徴とする請求項 66~73のいずれか記載の機能性材料の三次元 構造体。

[82] 複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した有機高分子化合物が、疎 水性ブロックと、複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した親水性ブ ロックとのブロック共重合体であることを特徴とする請求項 81記載の機能性材料の三 次元構造体。

[83] 複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した有機高分子化合物が、枝 分かれの先端に複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合したデンドリマ 一、又は、アームの先端に複数の同一又は異なる無機材料結合ペプチドを結合した スターポリマーであることを特徴とする請求項 82記載の機能性材料の三次元構造体

[84] 機能性材料が、シリカ又はシリカ含有分子の薄膜であることを特徴とする請求項 66

~83のいずれか記載の機能性材料の三次元構造体。

[85] 機能性材料が、酸ィ匕チタン薄膜であることを特徴とする請求項 66~83のいずれか 記載の機能性材料の三次元構造体。

[86] 酸化チタンが光触媒能を有することを特徴とする請求項 85記載の機能性材料の三 次元構造体。

[87] 機能性材料が、半導体材料又は半導体ナノ粒子であることを特徴とする請求項 66~

83の、ずれか記載の機能性材料の三次元構造体。

[88] 機能性材料が、酸化金属材料又は酸化金属ナノ粒子であることを特徴とする請求項

66~83のいずれか記載の機能性材料の三次元構造体。

[89] 機能性材料が、塩化金属材料又は塩化金属ナノ粒子であることを特徴とする請求項

66~83のいずれか記載の機能性材料の三次元構造体。

[90] 三次元構造体が、配置制御三次元構造体又は多層薄膜三次元構造体であることを 特徴とする請求項 66~89のいずれか記載の機能性材料の三次元構造体。


  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • JAPAN SCIENCE AND TECHNOLOGY AGENCY
  • Inventor
  • SHIBA, Kiyotaka
  • SANO, Kenichi
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KN KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV LY MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM
EPO: AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG
Please contact us by E-mail or facsimile if you have any interests on this patent.

PAGE TOP

close
close
close
close
close
close