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バイオコンジュゲート金ナノ粒子の開発

写真 ナノメートルサイズの金ナノ粒子(または金コロイド)は,局在表面プラズモン共鳴に起因した強い光吸収や散乱を示し,その水溶液はあざやかな赤色を呈しています。最近では,そのユニークな光学的性質を利用して,化学・バイオセンサーへの応用が活発に研究されています。
 渡辺研究室では,粒子表面をチオグルコースのような糖の硫黄類縁体で保護した金ナノ粒子を開発しました。さらに,粒子表面に各種機能性分子を導入する修飾方法を開発しています。特に,糖鎖やタンパク質など機能性生体分子を導入した各種バイオコンジュゲート金ナノ粒子の合成に取り組んでおり,これらを利用した簡易検査薬の開発をめざしています。

比色検出薬の開発

写真 金ナノ粒子の吸収・散乱スペクトルは,粒子近傍の環境(局所屈折率)変化に敏感に応答することが知られています。特に,分散状態にある金ナノ粒子が凝集すると,赤色から赤紫色へと劇的な色調変化を引き起こすことから,この原理を利用して迅速・簡便な比色検出薬の開発に取り組んでいます。

高分子ナノ構造テンプレートを利用したナノ集積化技術の開発

写真 ナノメートルスケールの超微細構造を作製することは,最先端のリソグラフィー技術を使っても,簡単ではありません。しかし,水と油ほど性質の異なる成分から形成されるブロックコポリマーは,薄膜化すると相分離を引き起こし,このような微細構造を自然発生的に形成します。
 我々は,このような自己組織化ナノ相分離構造を鋳型として,各種色素やナノ粒子を規則正しく集積化させる技術を開発し,光,電気,磁気を利用した化学・バイオセンサーの開発をめざしています。

局在表面プラズモンセンサーの開発

写真 基板上に規則正しく配列させた金ナノ粒子の表面に,抗体のような標的(抗原)と選択的に結合する生体分子を担持させ,抗原-抗体反応など粒子表面で起こる分子認識現象を金ナノ粒子の光学的特性変化として検出するナノバイオセンサーの開発に取り組んでいます。