JP2008121047A - 粒子の電気化学的固定化法 - Google Patents
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【解決手段】導電性材料への粒子の電気化学的固定化法であって、
(1)金属イオン配位結合部位及び粒子結合部位を夫々一端に含むタグと粒子を反応させて、粒子結合部位を介して該タグを該粒子の表面に結合させる工程、
(2)工程(1)で得られたタグ修飾粒子に該金属イオンを配位させる工程、及び
(3)工程(2)で得られた金属イオン配位粒子を導電性材料に近接させ、該導電性材料に還元電位を印加することにより、該金属イオン配位粒子を該金属イオンの還元により生じる金属原子を介して該導電性材料に固定化する工程、
を含むことを特徴とする前記電気化学的固定化法。
【選択図】図1
Description
[態様1]導電性材料への粒子の電気化学的固定化法であって、
(1)金属イオン配位結合部位及び粒子結合部位を夫々一端に含むタグと粒子を反応させて、粒子結合部位を介して該タグを該粒子の表面に結合させる工程、
(2)工程(1)で得られたタグ修飾粒子に該金属イオンを配位させる工程、及び
(3)工程(2)で得られた金属イオン配位粒子を導電性材料に近接させ、該導電性材料に還元電位を印加することにより、該金属イオン配位粒子を該金属イオンの還元により生じる金属原子を介して該導電性材料に固定化する工程、
を含むことを特徴とする前記電気化学的固定化法。
[態様2]導電性材料への粒子の電気化学的固定化法であって、
(1)金属イオン配位結合部位及び粒子結合部位を夫々一端に含むタグに金属イオンを配位させる工程、
(2)工程(1)で得られた金属イオン配位タグを導電性材料に近接させ、該導電性材料に還元電位を印加することにより、該タグを該金属イオンの還元により生じる金属原子を介して該導電性材料に固定化させる工程、及び
(3)工程(2)で得られたタグ修飾材料と粒子を反応させて、該粒子を該導電性材料に固定化する工程、
を含むことを特徴とする前記電気化学的固定化法。
[態様3]金属イオン配位結合部位及び粒子結合部位を夫々一端に含むタグを介して粒子が導電性材料の表面に結合されていることを特徴とする、粒子固定化導電性材料。
[態様4]本発明の粒子固定化導電性材料が担持されて成る基材。
(1)ポリヒスチジン修飾金コロイド粒子の作製
金コロイドは塩化金酸(HAuCl4)をクエン酸とタンニン酸で還元合成した。即ち、1%塩化金酸1ml、純水79ml、及び、還元剤として1%クエン酸4mlと1%タンニン酸を混合し60℃に加熱した。色が赤くなった後、5-10 分程沸騰させることにより直径8.3nmの金コロイド粒子を得た。
上記(1)で得たポリヒスチジン修飾金コロイド粒子を0.1Mグリシン緩衝液(pH9)中で、最終濃度10μMとなるようにNiCl2を添加し、2時間反応させ、Ni2+をポリヒスチジン修飾金コロイド粒子に配位させた。未配位のNi2+を除去するために、透析カセット(スライドAライダー、Pierce社)を用いてNi2+配位金コロイド粒子(金属イオン配位粒子)を得た。
このNi2+配位金コロイド粒子(コロイド粒子の濃度:0.25A520(520 nmの吸光度が0.25になる濃度))を含むトリシン緩衝液(0.1M、pH8.0、0.1M KCl含有)中に、導電性材料として、ITO(Indium-Tin Oxide)電極を挿入し、このITO電極を作用極とし、対極として白金電極、参照極として銀塩化銀電極をもちいた3電極系により、Ni2+の還元電位である−100mVを10分間印加し、金コロイド粒子の固定化反応を実施して、本発明の粒子固定化導電性材料を製造した。
こうして得られた材料を、JEOL EM-2000FXを用いて透過型顕微鏡(TEM)で測定した。その結果、コロイドの固定化を示唆するTEM像が観察された。又、NanoScope IIIa(Veeco metrology group/Digital Instruments)を用いた原子間力顕微鏡(AFM)(観察環境:気中、観察モード:タッピング)で測定した。その結果、ポリヒスチジン修飾金コロイド粒子が導電性材料の表面に非常に密に固定化されたことが確認された(図1・右)。尚、AFM測定用の試料としてITO電極の代わりに白金電極を用い同条件下で導電性材料を製造した。
本実施例では、まず、導電性材料上にチオール修飾ポリヒスチジン分子(金属イオン配位タグ)から成る層を電気化学固定化法により構築し、その後、金コロイド微粒子を自己集積させことにより、本発明の粒子固定化導電性材料を製造した。
実施例1と同様な方法でチオール基修飾ポリヒスチジンを得た。尚、アルキル鎖のような直線的な構造を持った分子は導電性材料のような固相へ固定された後に分子の揺らぎが起き、その結果、揺らぎによる固定化反応阻害が懸念される。そこで、チオール基とポリヒスチジン配列のリンカーとして機能するアルキル鎖は短い方が望ましい。一方で、適度なリンカーがなければチオール基が電気化学反応を起こしてしまう可能性もあるので、本実施例で使用するタグ中のリンカーのアルキル鎖の炭素数は7とした。次に、実施例1(2)に準じて、こうして得られたチオール基修飾ポリヒスチジンペプチドにNi2+を加えることで錯体を(金属イオン配位タグ)形成させ、未配位のNi2+を透析によって除去した。
実施例1(3)と同様に、ITO電極を作用極、白金電極を対極、銀塩化銀電極を参照極として3電極系において還元反応を行うことによって、チオール基標識ポリヒスチジンペプチド層を電極上に形成させ、タグ修飾材料を得た。
こうして得られたタグ修飾材料(電極)に対し、蛍光コロイド粒子(ナノマグ社製「nanomagR-D-spio 50nmコロイド」:アミノ基活性化物)(0.25 A520(520 nmの吸光度が0.25になる濃度))を含有する0.1Mグリシン緩衝液(pH9)を滴下し、25℃で3時間ゆるやかに攪拌しながら該蛍光コロイド粒子と架橋剤(ピアス社製 SMCC:製品番号22360)とを反応させ、蛍光コロイド粒子のアミノ基とポリヒスチジンペプチド層末端チオール基とを架橋結合することにより、コロイド粒子をポリヒスチジンペプチド層上へ自己集積させ、本発明の粒子固定化導電性材料を製造した。
以上の2通りの固定化法はいずれも金属錯体の還元反応による金属析出を介した固定化である。よって、固定化後の電極に対し、+500mVの電位を印加し酸化反応を行うことで、粒子を脱固定化することができる。実施例2で得られた粒子固定化導電性材料を用いて得られた脱固定化の結果を以下の表1に示す。尚、蛍光コロイド粒子の蛍光性により固定化量を蛍光測定した。具体的には、ニコン社製落射蛍光顕微鏡で固定化表面を観察し、その蛍光画像を浜松ホトニクス製高感度カメラおよび画像解析装置AQUA COSMOSシステムにより定量評価した。得られた結果を表1に示す。
Claims (16)
- 導電性材料への粒子の電気化学的固定化法であって、
(1)金属イオン配位結合部位及び粒子結合部位を夫々一端に含むタグと粒子を反応させて、粒子結合部位を介して該タグを該粒子の表面に結合させる工程、
(2)工程(1)で得られたタグ修飾粒子に該金属イオンを配位させる工程、及び
(3)工程(2)で得られた金属イオン配位粒子を導電性材料に近接させ、該導電性材料に還元電位を印加することにより、該金属イオン配位粒子を該金属イオンの還元により生じる金属原子を介して該導電性材料に固定化する工程、
を含むことを特徴とする前記電気化学的固定化法。 - 導電性材料への粒子の電気化学的固定化法であって、
(1)金属イオン配位結合部位及び粒子結合部位を夫々一端に含むタグに金属イオンを配位させる工程、
(2)工程(1)で得られた金属イオン配位タグを導電性材料に近接させ、該導電性材料に還元電位を印加することにより、該タグを該金属イオンの還元により生じる金属原子を介して該導電性材料に固定化させる工程、及び
(3)工程(2)で得られたタグ修飾材料と粒子を反応させて、該粒子を該導電性材料に固定化する工程、
を含むことを特徴とする前記電気化学的固定化法。 - 粒子が金属コロイド、フラーレン、カーボンナノチューブ及びセラミック粒子から成る群から選択される、請求項1又は2記載の固定化法。
- タグの金属イオン配位結合部位がポリヒスチジンである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の固定化法。
- タグの粒子結合部位が金属結合性基である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の固定化法。
- タグの粒子結合部位がチオール基である、請求5記載の固定化法。
- タグが、金属イオン配位結合部位と粒子結合部位とを結合するリンカーを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の固定化法。
- リンカーが数個の炭素数を有するアルキル基から成る、請求7記載の固定化法。
- 導電性材料が金属化合物又は金属から成る、請求項1〜8のいずれか一項に記載の固定化法。
- 導電性材料の金属化合物がインジウムスズオキサイドである、請求項9記載の固定化法。
- 導電性材料の金属が金、銀、銅、アルミニウム、及び白金からなる群より選ばれる一または二以上の金属である、請求項9記載の固定化法。
- 金属原子が、2価の金属イオンの還元により生ずる金属である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の固定化法。
- 金属原子がニッケルである、請求項12記載の固定化法。
- 金属イオン配位結合部位及び粒子結合部位を夫々一端に含むタグを介して粒子が導電性材料の表面に結合されていることを特徴とする、粒子固定化導電性材料。
- 請求項1〜13のいずれか一項に記載の固定化法で製造される、請求項14記載の粒子固定化導電性材料。
- 請求項14又は15記載の粒子固定化導電性材料が担持されて成る基材。
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WO2005000441A2 (en) * | 2003-06-27 | 2005-01-06 | Dynal Biotech Asa | Conjugates of magnetic polymer particles and carboxymethylated aspartic acid |
WO2005090486A2 (en) * | 2004-03-15 | 2005-09-29 | Cabot Corporation | Surface modified carbon products and their applications |
JP2006097111A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 金属担持導電性粉体の製造方法およびそれを用いた触媒 |
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WO2004081567A1 (ja) * | 2003-03-14 | 2004-09-23 | Kitakyushu Foundation For The Advancement Of Industry Science And Technology | 生体物質固定化チップおよびその利用 |
WO2005000441A2 (en) * | 2003-06-27 | 2005-01-06 | Dynal Biotech Asa | Conjugates of magnetic polymer particles and carboxymethylated aspartic acid |
WO2005090486A2 (en) * | 2004-03-15 | 2005-09-29 | Cabot Corporation | Surface modified carbon products and their applications |
JP2006097111A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 金属担持導電性粉体の製造方法およびそれを用いた触媒 |
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