研究者データベース

松尾 保孝(マツオ ヤスタカ)
電子科学研究所 共創研究支援部
教授

基本情報

所属

  • 電子科学研究所 共創研究支援部

職名

  • 教授

学位

  • 博士(工学)(北海道大学)

ホームページURL

J-Global ID

研究キーワード

  • 核酸   操作   ナノバイオ   1分子計測(SMD)   生物物理   ナノ材料   分子認識   表面・界面物性   光物性   1分子計測   DNA   ハニカム構造   LB膜   自己組織化   ナノワイヤー   LB法   ナノテクノロジー   表面プラズモン共鳴   光ピンセット   生体高分子材料   DNAアレイ   蛍光顕微鏡   無電解メッキ   多孔質膜   FISH法   光架橋製樹脂   ナノ構造   単一分子   発光   高分子物理   

研究分野

  • ライフサイエンス / 生物物理学
  • ナノテク・材料 / 高分子材料
  • ナノテク・材料 / 高分子化学
  • ナノテク・材料 / 機能物性化学
  • ナノテク・材料 / 生体化学
  • ナノテク・材料 / 光工学、光量子科学
  • ナノテク・材料 / ナノバイオサイエンス
  • ナノテク・材料 / ナノ材料科学

職歴

  • 2007年 - 2010年01月 北海道大学電子科学研究所 助教
  • 2010年01月 - 北海道大学電子科学研究所 准教授
  • 2004年08月 - 2007年 北海道大学電子科学研究所 助手
  • 2004年 - 2007年 Research Associate
  • 2004年04月 - 2004年07月 日本学術振興会特別研究員
  • 2003年10月 - 2004年03月 北海道大学 研究員
  • 2003年 - 2004年 Researcher
  • 2004年 Postdoctoral Fellowships of Japan Society for the Promotion of Science
  • 2001年04月 - 2003年09月 科学技術振興機構 研究員
  • 2001年 - 2003年 Researcher

学歴

  •         - 2001年   北海道大学   工学研究科
  •         - 2001年   北海道大学
  •         - 1996年   大阪大学   工学研究科
  •         - 1996年   大阪大学
  •         - 1994年   大阪大学   工学部
  •         - 1994年   大阪大学

所属学協会

  • 応用物理学会 有機分子・バイオナノテクノロジー分科会   高分子学会   日本化学会   応用物理学会   

研究活動情報

論文

  • Shota Sekiguchi, Kenichi Niikura, Yasutaka Matsuo, Kuniharu Ijiro
    LANGMUIR 28 13 5503 - 5507 2012年04月 [査読無し][通常論文]
     
    Surface ligand molecules enabling gold nanoparticles to disperse in both polar and nonpolar solvents through changes in conformation are presented. Gold nanoparticles coated with alkyl-head-capped PEG derivatives were initially well dispersed in water through exposure of the PEG residue (bent form). When chloroform was added to the aqueous solution of gold nanoparticles, the gold nanoparticles were transferred from an aqueous to a chloroform phase through exposure of the alkyl-head residue (straight form). The conformational change (bent to straight form) of immobilized ligands in response to the polarity of the solvents was supported by NMR analyses and water contact angles.
  • Shota Sekiguchi, Kenichi Niikura, Yasutaka Matsuo, Shige H. Yoshimura, Kuniharu Ijiro
    RSC ADVANCES 2 4 1656 - 1662 2012年 [査読無し][通常論文]
     
    The nuclear pores located on the nuclear envelope work as a selective barrier to nuclear import. The transport of large cargo molecules (larger than similar to 40 kD) into the nucleus generally requires the aid of nuclear transport proteins, such as importins, which bind to nuclear localization signal (NLS) sequences in the cargo molecules and transport these molecules into the nucleus through the nuclear pore. In our previous paper, we showed that maltotriose(Glc(3))-displaying quantum dots (QDs) can pass through the nuclear pore in digitonin-treated HeLa cells. The aim of this study is to clarify the mechanism of the nuclear import of maltooligosaccharide-displaying QDs (maltooligo-QDs). We prepared maltopentaose(Glc(5)) and maltoheptaose(Glc(7))-QDs in addition to Glc(3)-QDs. The effect of the number of glucose units in the maltooligosaccharide on the rate of nuclear import of QDs has been explored by confocal laser scanning microscopy (CLSM). Further, we analyzed that the direct interactions of maltooligo-QDs to an internal protein in the nuclear pore (Nucleoporin62) using a surface plasmon resonance (SPR) system. We found that maltooligo-QDs with more than three glucose units (Glc(3), Glc(5) and Glc(7)-QDs) rapidly entered the cellular nucleus, and had a higher affinity to nucleoporin62 than those of PEG and Glc(1)-QDs. These data indicate that the interaction between nuclear pores and carbohydrates is the driving force behind the nuclear import of maltooligo-QDs.
  • Keita Nagakawa, Kenichi Niikura, Tadaki Suzuki, Yasutaka Matsuo, Manabu Igarashi, Hirofumi Sawa, Kuniharu Ijiro
    CHEMISTRY LETTERS 41 1 113 - 115 2012年01月 [査読無し][通常論文]
     
    This manuscript describes the synthesis of virus capsid protein-coated Au nanoparticle (VP-AuNP) without the use of the inherent self-assembly of virus proteins into virus particles. Covalent binding between Au and cysteines in the virus proteins keep the cell-surface binding sites on the external surface. Based on this method, various sizes of VP-AuNP can be created in a similar manner to native virus particles. We clarified the optimum size of the VP-AuNP for internalization into cells.
  • Guoqing Wang, Hirofumi Tanaka, Liu Hong, Yasutaka Matsuo, Kenichi Niikura, Masuhiro Abe, Kazuhiko Matsumoto, Takuji Ogawa, Kuniharu Ijiro
    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY 22 27 13691 - 13697 2012年 [査読無し][通常論文]
     
    The rapid development of DNA nanotechnology over the past decade has enabled the self-assembly of conducting building blocks towards the construction of conductive nanowires with potential applications in electronic nanodevices. To date, however, construction of nanostructures with novel electrical properties via DNA templating remains poorly explored. Here, we show that DNA can be used as a guiding template for the fabrication of polyaniline nanowires and gold nanoparticle (AuNP)-polyaniline-alternated hybrid nanowires, both of which exhibit novel electrical properties as characterized by point-contact current imaging atomic force microscopy (PCI-AFM). Specifically, the DNA-templated polyaniline nanowires exhibit Schottky emission-dominated conduction as well as a rectification effect, while the current-voltage (I-V) behaviours of the DNA-templated AuNP-polyaniline hybrid nanowires were found to be attributable to Coulomb blockade effects, probably due to the fact that the configuration of the hybrid nanowires resembles that of a one-dimensional array of multiple tunnel junctions. Given the facile and low-cost self-assembly technique, the present work is of fundamental and technological importance to the fabrication of one-dimensional nanodevices capable of novel charge transport.
  • Shota Sekiguchi, Kenichi Niikura, Naoki Iyo, Yasutaka Matsuo, Asumi Eguchi, Takakazu Nakabayashi, Nobuhiro Ohta, Kuniharu Ijiro
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES 3 11 4169 - 4173 2011年11月 [査読無し][通常論文]
     
    A simple approach to the creation of colloidal assemblies is in high demand for the development of functional devices. Here, we present the preparation of CdTe-QD (quantum dot) networks in as little as I day simply by pH modification without the use of oxidants. The QD network was tractable in water and casting from a droplet produced a porous networked film on both hydrophobic and hydrophilic solid substrates. Further, we found that citrate-protected gold nanoparticles (AuNPs, d = 5 nm) could be incorporated into the QD networks to afford a QD/Au composite network, and that the fluorescence from the QDs was largely decreased by the addition of a small proportion of AuNPs (QD:AuNP = 99.4:0.6), probably due to the efficient charge transfer through the network. These data indicate that our method is suitable for application to the creation of metal/QD hybrid materials that can be integrated into wet-based processes.
  • Zheyu Li, Kai Sun, Misato Sunayama, Yasutaka Matsuo, Vygantas Mizeikis, Ryoko Araki, Kosei Ueno, Masumi Abe, Hiroaki Misawa
    JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY A 1218 7 997 - 1003 2011年02月 [査読無し][通常論文]
     
    High efficiency and high-purity fraction collection is highly sought in analysis of fragments-of-interest from selective polymerase chain reaction (PCR) products generated by High Coverage Gene Expression Profiling (HiCEP) methods. Here we demonstrate a new electrophoretic chip device enabling automatic high-efficient fractionation of multiple ssDNA target fragments during a run of separation. We used thoroughly isolated extraction channels for each selected target to reduce the risk of cross-contamination between targets due to cross-talk of extraction channels. Fragments of 35, 108 and 138 b, were successfully isolated, then the recovery was PCR-amplified and assessed by capillary electrophoresis (CE) analysis. Total impurity level of the targets due to unwanted fragments of 0.7%, 2% and 6% respectively, was estimated. Difficulties in collecting multiple target factions are due to band diffusion and DNA adsorption to the walls for the fragments in the separation channel, which is generated by transferring the DNA target fraction from the extraction section to the target reservoir. Therefore, we have carefully measured band broadening and analyzed its influence on the separation resolution due to the delay. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • Guoqing Wang, Takashi Nishio, Masato Sato, Ayako Ishikawa, Katsuyuki Nambara, Keita Nagakawa, Yasutaka Matsuo, Kenichi Niikura, Kuniharu Ijiro
    CHEMICAL COMMUNICATIONS 47 33 9426 - 9428 2011年 [査読無し][通常論文]
     
    We demonstrate a facile approach for converting AgCl to functional silver nanoparticles (AgNPs) via photoreduction in the presence of DNA. The resulting AgNPs are biofunctionalized, and exhibit photostable luminescence and DNA-specific Raman signatures, showing high potential for use in DNA-directed recognition and advanced bioimaging.
  • Kenichi Niikura, Katsuyuki Nambara, Takaharu Okajima, Ryosuke Kamitani, Shin Aoki, Yasutaka Matsuo, Kuniharu Ijiro
    ORGANIC & BIOMOLECULAR CHEMISTRY 9 16 5787 - 5792 2011年 [査読無し][通常論文]
     
    In our previous paper, secondary-amine appended cationic polymer 1 was used as a scaffold to display artificial receptors on a cell surface (R. Kamitani et al., ChemBioChem, 2009, 10, 230). This polymer can be retained on the cell surface for more than 30 min before being slowly internalized into the cells. In this study, our aim is to achieve the efficient internalization of quantum dots (QDs) into target cells via artificial receptors on the polymer. As a receptor molecule, N-acetylglucosamine (GlcNAc) moieties were introduced into the polymer, and GlcNAc binding protein-displaying QDs were used as a ligand. We found that ligand-presenting QDs could be internalized effectively into cells via polymer-mediated endocytosis, whereas QDs were not internalized into untreated cells. These data suggest that our method based on cell-surface engineering using polymers affords a new approach to the delivery of various poorly permeable nanoparticles into cells.
  • Yuji Hirai, Hiroshi Yabu, Yasutaka Matsuo, Kuniharu Ijiro, Masatsugu Shimomura
    Macromolecular Symposia 295 1 77 - 80 2010年09月 [査読無し][通常論文]
     
    Self-organized honeycomb-patterned polymer films were prepared by using condensed water droplet arrays as templates. Porous polymer masks for dry etching were easily prepared on Si substrates by peeling off the honeycombpatterned films. After dry etching, hexagonally-arranged micro-pores were formed on the surface of Si substrates. © 2010 WILEY-VCH Verlag GmbH& Co.
  • Kenichi Niikura, Katsuyuki Nambara, Takaharu Okajima, Yasutaka Matsuo, Kuniharu Ijiro
    LANGMUIR 26 12 9170 - 9175 2010年06月 [査読無し][通常論文]
     
    A series of FITC-labeled hydrophobic molecules (1-8) were prepared, and their cellular uptakes have been investigated using cell-cycle-synchronized HeLa cells. The cellular membrane permeability of compounds strongly depended on both the chemical structure and the cell-cycle phase. In the G1/S phase, branched hydrocarbon-containing 3 and cis-olefin-containing 2 and 8 were efficiently internalized into cells by passive diffusion. In contrast, linear alkyl chain-containing 1 and 7 were retained on the membrane without rapid internalization. In the M phase, rapid permeation was suppressed for all molecules.
  • Noriko Ohtake, Kenichi Niikura, Tadaki Suzuki, Keita Nagakawa, Shintaro Mikuni, Yasutaka Matsuo, Masataka Kinjo, Hirofumi Sawa, Kuniharu Ijiro
    CHEMBIOCHEM 11 7 959 - 962 2010年05月 [査読無し][通常論文]
  • Takashi Nishio, Kenichi Niikura, Yasutaka Matsuo, Kuniharu Ijiro
    CHEMICAL COMMUNICATIONS 46 47 8977 - 8979 2010年 [査読無し][通常論文]
     
    Fluorinated tetraethylene glycol-stabilized Au nanoparticles (FTEG-AuNPs) were well-dispersed in general polar organic solvents, such as methanol (MeOH) and THF. The cast film of FTEG-AuNPs on a TEM grid and a glass substrate was found to form a highly ordered 3D-superlattice assembly, whereas tetraethylene glycol-stabilized AuNPs (TEG-AuNPs) provide an amorphous AuNP aggregation. These data indicate that the fluorine feature on the surface of the FTEG-AuNPs is critical for the nanostructured assembly.
  • Yuji Hirai, Hiroshi Yabu, Yasutaka Matsuo, Kuniharu Ijiro, Masatsugu Shimomura
    CHEMICAL COMMUNICATIONS 46 13 2298 - 2300 2010年 [査読無し][通常論文]
     
    Silver spike arrays with triangular sharp edges were prepared by using a self-organization process based on the condensation of water droplets and the vapor deposition process. Strongly enhanced Raman scattering of rhodamine 6G on the spike arrays were shown.
  • Hiroshi Yabu, Yasutaka Matsuo, Kuniharu Ijiro, Fumiaki Nishino, Toshihiko Takaki, Masahiro Kuwahara, Masatsugu Shimomura
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES 2 1 23 - 27 2010年01月 [査読無し][通常論文]
     
    Honeycomb-patterned polymer films prepared by the simple casting of a polymer solution under humid conditions were used as templates for metal microdot arrays formed on shrinkable polymer substrates by metal sputtering. After thermal shrinkage of the substrate, the periodicity of the metal microdots was reduced. in addition, microwrinkles were formed on the metal microdots. The wavelength and arrangement of the microwrinkles were changed with the metal sputtering time and the diameter of the metal microdots. A clear confinement effect was observed in the formation of the microwrinkles.
  • Yuji Hirai, Hiroshi Yabu, Yasutaka Matsuo, Kuniharu Ijiro, Masatsugu Shimomura
    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY 20 48 10804 - 10808 2010年 [査読無し][通常論文]
     
    We demonstrate here a creation of a novel biomimetic bi-functional surface by using dry etching of silicon with a self-organized porous polymer. The novel silicon structures with hierarchical nanospike-array structures covered with fluorocarbons were fabricated by dry etching of silicon through the porous polymer masks. The antireflection and superhydrophobic properties were realized due to their large surface areas and low surface energies. These masks and silicon substrates offer great advantages and are suitable for various practical applications, including high efficiency solar cells.
  • Hiroshi Yabu, Ruokun Jia, Yasutaka Matsuo, Kuniharu Ijiro, Sada-aki Yamamoto, Fumiaki Nishino, Toshihiko Takaki, Masahiro Kuwahara, Masatsugu Shimomura
    ADVANCED MATERIALS 20 21 4200 - + 2008年11月 [査読無し][通常論文]
     
    Microporous films with various kinds of geometrical patterns including ellipsoids and rectangles are fabricated by using a self-organization process and shrinking. A shrinkable substrate can be used to change the shapes and sizes of honeycomb pores. The pit size can be miniaturized from several micrometers to hundreds of nanometers by repeating the shrinkage.
  • Kenichi Niikura, Shota Sekiguchi, Takashi Nishio, Tomoya Masuda, Hidetaka Akita, Yasutaka Matsuo, Kentaro Kogure, Hideyoshi Harashima, Kuniharu Ijiro
    CHEMBIOCHEM 9 16 2623 - 2627 2008年11月 [査読無し][通常論文]
  • Hiroshi Yabu, Ruokun Jia, Yasutaka Matsuo, Kuniharu Ijiro, Sada-aki Yamamoto, Fumiaki Nishino, Toshihiko Takaki, Masahiro Kuwahara, Masatsugu Shimomura
    ADVANCED MATERIALS 20 21 4200 - + 2008年11月 [査読無し][通常論文]
     
    Microporous films with various kinds of geometrical patterns including ellipsoids and rectangles are fabricated by using a self-organization process and shrinking. A shrinkable substrate can be used to change the shapes and sizes of honeycomb pores. The pit size can be miniaturized from several micrometers to hundreds of nanometers by repeating the shrinkage.
  • Aya Tanaka, Yasutaka Matsuo, Kenichi Niikura, Kuniharu Ijiro
    CHEMISTRY LETTERS 37 7 758 - 759 2008年07月 [査読無し][通常論文]
     
    The effect of 5'-phosphorylation at nicks on DNA stabilization was measured through the formation of DNA multiassemblies consisting of 40-mer half-sliding complementary oligon-cleotides, which had overlapping complementary 20-mer base sequences. 5'-Phosphorylated oligonucleotides formed longer DNA multiassemblies than 5'-hydroxylated ones. This result indicated that the 5'-phosphorylated sticky ends contribute to the stabilization of the DNA association due to the hydrogen bonds between 3'-hydroxy groups and 5'-phosphate groups at the nick positions.
  • Osamu Haruta, Yasutaka Matsuo, Yuichi Hashimoto, Kenichi Niikura, Kuniharu Ijiro
    LANGMUIR 24 6 2618 - 2624 2008年03月 [査読無し][通常論文]
     
    We investigated the molecular recognition between the amphiphile AzoAde, which is composed of azobenzene in the hydrophobic and adenine in the hydrophilic portion of the molecule, and oligonucleotides having a homogeneous base (dA(30), dT(30), dG(30), and dC(30)) at the air-water interface. On the basis of the complementary base-pairing of DNA in the duplex, orderly arrangement of AzoAde on templated dT(30) was examined using pi-A isotherm, UV-vis RAS, FT-IR RAS, and XPS measurements. Although there was little interaction between AzoAde and mismatched oligonucleotides (dA(30), dG(30) and dC(30)), AzoAde prepared on a dT(30) interacted with dT(30), subsequently forming a J-form assembly at the air-water interface. AFM observation of the LB films revealed the nanostructure of the J-formed AzoAde monolayer on the dT(30) subphase as well as the domain structures of the H-formed monolayers on the other oligonucleotide subphases. Therefore, dT(30) has a potential application as a template for assembling AzoAde at the air-water interface.
  • Hiroshi Yabu, Yuji Hirai, Yasutaka Matsuo, Kuniharu Ijiro, Masatsugit Shimomura
    MACROMOLECULAR SYMPOSIA 267 100 - 104 2008年 [査読無し][通常論文]
     
    We have reported that honeycomb-like porous polymer films, which were spontaneously formed in the casting of polymer solutions under humid conditions, were converted into honeycomb-like metal meshes by electroless plating. In this report, the unique optical properties of these meshes will be discussed. Silver-coated honeycomb mesh films were prepared by self organization and electroless plating methods. The incident angle dependence of their transparency, and their electrical conductivity were measured. The metallized film had limited viewing angle.
  • Aya Tanaka, Yasutaka Matsuo, Yuichi Hashimoto, Kuniharu Ijiro
    CHEMICAL COMMUNICATIONS 36 4270 - 4272 2008年 [査読無し][通常論文]
     
    Platinum metal was sequence-specifically deposited on the DNA block copolymer synthesized by the Klenow fragment of E. coli DNA polymerase I (3'-5' exonuclease deficient).
  • YABU Hiroshi, YABU Hiroshi, YABU Hiroshi, HIRAI Yuji, MATSUO Yasutaka, IJIRO Kuniharu, SHIMOMURA Masatsugu, SHIMOMURA Masatsugu, SHIMOMURA Masatsugu
    Macromolecular Symposia 267 100 - 104 2008年 [査読無し][通常論文]
  • Yasuyuk Tsuboi, Masayuki Nishino, Yasutaka Matsuo, Kuniharu Ijiro, Noboru Kitamura
    BULLETIN OF THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN 80 10 1926 - 1931 2007年10月 [査読無し][通常論文]
     
    We demonstrate that phase separation of an aqueous poly(vinyl methyl ether) (PVME) solution can be triggered not only by a temperature change but also by photon pressure. A near-infrared continuous wave laser beam (lambda = 1064 nm) was focused through an objective lens into a heavy water (D2O) solution of PVME. A single PVME microparticle was produced and trapped at the focal point of the laser beam within several hundreds of seconds after switching on the laser. The origin of the microparticle formation (phase separation) is ascribed essentially to the photon force of the laser beam, and not to a rise in the local temperature, since heavy water is transparent at 1064 nm. The structures of the PVME microparticles produced by laser irradiation were studied in detail using confocal Raman microspectroscopy. Raman spectra of the microparticles and coiled/globular PVME were observed successfully over a wide wavenumber region. It was confirmed that the phase transition of the polymer chains from coiled to globular states proceeded during microparticle formation. The fundamental mechanism of photo-induced phase separation of PVME is discussed in terms of the interactions between the polymer and the photon force.
  • Kenichi Niikura, Takashi Nishio, Hidetaka Akita, Yasutaka Matsuo, Ryosuke Kamitani, Kentaro Kogure, Hideyoshi Harashima, Kuniharu Ijiro
    CHEMBIOCHEM 8 4 379 - 384 2007年03月 [査読無し][通常論文]
  • Noriko Ishizuka, Yuichi Hashimoto, Yasutaka Matsuo, Kuniharu Ijiro
    COLLOIDS AND SURFACES A-PHYSICOCHEMICAL AND ENGINEERING ASPECTS 284 440 - 443 2006年08月 [査読無し][通常論文]
     
    Deoxyribonucleic acid (DNA) has a lot of characteristic features, e.g., anionic polyelectrolyte, molecular recognition and condensed pi electron. Therefore, it is expected to be applied as functional materials in not only biological but also physical fields. In this report, we attempted to prepare water-insoluble DNA films by mixing DNA and photolinkable polymer, aiming at the fabrication of bio-functionalized hydrogel films. For this purpose, photocrosslinkable polyvinyl alcohol (azide-unit pendant water-soluble photopolymer; AWP) was used. An aqueous DNA and AWP mixture was cast onto glass substrates. Irradiation of UV light on it for certain minutes provided a hydrogel film by photocrosslinking between DNA and AWP. When the formed hydrogel film was soaked in pure water for I day, large expansion of the film was observed. The expanded film was shrunk by soaking it in aqueous NaCl or CTAB solutions. The expansion and shrinkage mechanism of the film was attributed to the penetration of water into the gap between the film and the substrate due to osmotic pressure. This phenomenon can be applied to the fabrication of gel devices, e.g., a novel biosensor and drug delivery system. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • Aya Tanaka, Yasutaka Matsuo, Kuniharu Ijiro
    Colloids and Surfaces A 284 246 - 249 2006年08月 [査読無し][通常論文]
     
    We synthesized poly(dG)-poly(dC) by the enzymatic extension of dG(10)-dC(10) with Klenow fragment exo(-). The length of prepared poly(dG)-poly(dC) was determined by the electrophoresis and the Langmuir-Blodgett (LB) method. Cationic amphiphile (2C(18)N(+)2C(1)) was spread on an aqueous solution of synthesized poly(dG)-poly(dC). And a formed polyion complex monolayer at the air-water interface due to the electrostatic interaction between the amphiphile and poly(dG)-poly(dC) was transferred on a glass substrate. The fluorescence images of the transferred polyion complex monolayers showed that single poly(dG)-poly(dC) molecules were stretched on the glass substrate and the lengths of the stretched molecules almost corresponded to 21,000 bp. The stretched poly (dG)-poly(dC) can be used as a sample for electric conductivity measurement and a template for spatially arranging molecules and metals. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • IJIRO Kuniharu, MATSUO Yasutaka, HASHIMOTO Yuichi
    Mol Cryst Liq Cryst 445 497-501  2006年 [査読無し][通常論文]
  • International Journal of Nanoscience 5 6 697 - 701 2006年 [査読無し][通常論文]
  • HASHIMOTO Yuichi, MATSUO Yasutaka, IJIRO Kuniharu, IJIRO Kuniharu
    Trans Mater Res Soc Jpn 30 3 671-674  2005年09月 [査読無し][通常論文]
  • Kuniharu Ijirot, Yasutaka Matsuo, Yuichi Hashimoto
    e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 3 82 - 85 2005年03月03日 [査読無し][通常論文]
     
    For the purpose of the fabrication of nanowires, the metallization of double-stranded DNA by the selective electroless plating method was investigated. Cis-platin was bound to template DNA molecules and reduced to platinum which can catalyze subsequent silver metal deposition. We have found that when DNA-amphiphile polyion complex monolayer, which was formed at the air-water interface, was transferred to a glass substrate by using the Langmuir-Blodgett (LB) method, DNA molecules could be immobilized and stretched on the glass substrate. The DNA molecules combined with the platinum clusters was also stretched and immobilized on a glass substrate by using the LB method. The electroless plating of the platinum-bound DNA molecules immobilized on the substrate by reduction of silver ion gave uniform silver nanowires (c.a. 50nm in width and height) along the stretched DNA structures. On the contrary, the electroless plating of DNA molecules without the catalyst provided inhomogeneous silver deposition. © 2005 The Surface Science Society of Japan.
  • Y Matsuo, K Ijiro, M Shimomura
    COLLOIDS AND SURFACES B-BIOINTERFACES 40 3-4 123 - 126 2005年02月 [査読無し][通常論文]
     
    We have proposed a new technique for stretching single double-stranded DNA molecules on solid substrates by the Langmuir-Blodgett (LB) method. The polyion complex monolayer of a cationic amphiphile and DNA molecules formed at the air-water interface was transferred on a clean glass substrate. Vertical lifting up of the glass substrate provided the transferred monolayer consisting the stretched individual DNA molecules aligned parallel to the lifting direction on the glass. The DNA molecules complexed with the restriction endonuclease (EcoRI) were employed for stretching by using this method. Fluorescence images of the transferred monolayer showed that the EcoRI-binding DNA molecules could be stretched and immobilized on the glass substrate. A specific sequence of DNA recognized by EcoRI was detected as spatial positions of the stretched DNA molecules. (c) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • Y Hashimoto, Y Matsuo, K Ijiro
    CHEMISTRY LETTERS 34 1 112 - 113 2005年01月 [査読無し][通常論文]
     
    Precise and uniform metallization of double-stranded DNA by the selective electroless plating method was investigated for the fabrication of nanowires. Cis-platin was bound to template DNA molecules and reduced to platinum which then catalyzed silver metal deposition. The DNA molecules combined with the platinum clusters were stretched and immobilized on a glass substrate using the Langmuir-Blodgett (LB) method. The electroless plating of the platinum-bound DNA molecules by the reduction of silver ions yielded uniform silver nanowires (ca. 50nm in width and height) along the stretched DNA molecules. Conductive AFM measurements revealed that a high electric conductivity over a length of 6mum from the edge of a micro electrode.

書籍

  • ナノバイオ大事典 -COMPREHENSIVE NANO-BIO HANDBOOK-
    ㈱テクノシステム 2007年

その他活動・業績

特許

  • 炭素構造体の製造方法及び炭素構造体、並びに炭素構造体の集合体及び分散体
    2007-169148
  • 生体適合性および高体積変化能を有する組織体ならびにその作製方法
    2006-204813
  • DNAを用いた透明電極の作製方法
    2006-207010
  • DNA一分子の特異的塩基配列検出法
    2004-283098
  • 環状DNAの伸長固定化法
    2004-147537

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 文部科学省:科学研究費補助金(若手研究(B))
    研究期間 : 2011年 -2011年 
    代表者 : 松尾 保孝
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(A))
    研究期間 : 2006年 -2009年 
    代表者 : 笹木 敬司, 松尾 保孝, 藤原 英樹, 松尾 保孝
     
    本研究では、放射圧を利用して光子の状態を保ったまま光子を検出するという全く新しいアイデアに基づく光物理計測手法を開発することを目的として、a)光子1個レベルを検出するために光子場を増強する手法の考案、b)極めて高感度な力測定技術の開発および熱雑音の抑制技術の確立を行った。開発したシステムを用いれば、光子を消滅させず何度でも検出することができるので、光子の時間・空間などマルチパラメータの計測が可能となる。具体的には、微小共振器のQ値に対応して得られる光増強度の見積りを行った。その結果得られる変位量や実験装置の位置検出感度等の試作に必要な実験条件の見積りを行った。これらの結果をもとにファイブリー・ペロー共振器を元にしたシステムの設計を行った。また、金コートしたAFMプローブに周波数変調したレーザー光を入射しながら、AFMプローブの変位を測定した。その結果、熱による形状変化とは別に放射圧による変調成分を高感度に観測することに成功した。これらの知見をもとに金コートAFM プローブを片側ミラーとしたファブリ・ペロー共振器を含むシステムの試作を行った。さらに、テーパーファイバを作製するための装置の設計、構築を行い、最適なテーパー形状を得る為の作製パラメータの探索を行った。その結果、安定して1μm程度のテーパー径をもつテーパーファイバの作製が可能となった。また、このテーパーファイバと微小球...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(特定領域研究)
    研究期間 : 2008年 -2008年 
    代表者 : 松尾 保孝
     
    金属ナノ構造体に局在化した光電場と蛍光分子が強くカップリングし、蛍光強度が大幅に増強される現象が報告されている。我々がDNAを鋳型とした銀ナノ粒子の作製を行ったところ、核酸塩基の種類によって作製される銀ナノ粒子のサイズが異なることや作製した銀ナノ粒子が光励起によって可視域に強い発光を示すことを見いだした。通常、DNAは可視域において発光しないことから銀ナノ粒子とDNA間の相互作用が発光に重要な役割を果たしていると考えられる。本研究では銀ナノ粒子の作製条件を調整してDNAと結合した銀ナノ粒子の構造制御を試みることやその発光特性についての分析を行うことにより、発光メカニズムの詳細について検討を行った。DNAが結合した銀ナノ粒子は単一塩基で構成される一本鎖DNA (オリゴヌクレオチド) を含む緩衝溶液へ硝酸銀水溶液を加えた混合溶液に紫外光を約5分間照射することにより作製した。吸収スペクトルが銀ナノ粒子の表面プラズモン吸収に由来するピークを示すことや透過電子顕微鏡 (TEM) 像から、粒径が10nm〜50nm程度の銀ナノ粒子の形成を確認した。蛍光相関分光法による測定から発光ナノ粒子のサイズが約10nmであることがわかり、TEM像の結果と併せることにより単一銀ナノ粒子が発光していることが示唆された。また、銀ナノ粒子を基板上に固定化して励起光を照射すると発光が観察されるが、照射時間が一時...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(B))
    研究期間 : 2007年 -2008年 
    代表者 : 居城 邦治, 新倉 謙一, 松尾 保孝
     
    高度情報通信社会を将来にわたって持続的に発展させるためには、電子デバイスの微細化と高性能化を低コストでさらに進めなければならないが、これは従来の半導体デバイスの延長線上では実現が困難であり、それに代わる新しいナノデバイスの開発が不可欠である。そこで本研究では単一分子で動作する極微細ナノデバイスの作製を目標として、DNAの自己組織化と無電解メッキを応用することで単一分子デバイスを作製する手法の開発を行った。
  • 文部科学省:科学研究費補助金(萌芽研究)
    研究期間 : 2007年 -2008年 
    代表者 : 新倉 謙一, 澤 洋文, 松尾 保孝, 居城 邦治
     
    ウイルスのタンパク質が自己集合して形成するウイルス様微粒子(virus-like particle : VLP)は、ウイルスゲノムを持たずにウイルスと同じ経路で細胞内へ導入されるため、ドラッグデリバリーシステムのキャリアー等として注目されている。私たちはVLPの持つ糖鎖認識性に着目し、糖鎖の分子認識を利用してウイルスの周辺に規則的に金属微粒子を配列させることを目的に研究を進めた。まず金微粒子にシアル酸を提示させる技術を確立した。このシアル酸提示金微粒子は非常に水への分散性が高く、ウイルスと結合させても沈殿するようなことはなかった。VLPとシアル酸を修飾した金ナノ粒子の複合体形成の電子顕微鏡像(STEM)を詳細に検討すると、VLPの表層に特異的に金ナノ粒子が結合している様子が観察された。また、紫外可視吸収スペクトルの長波長シフトには、金ナノ粒子表面のシアル酸の有無によって有意な差が生じたことから、溶液中でも金ナノ粒子がVLPに結合していることが示された。さらに金ナノ粒子濃度の上昇に伴いプラズモン吸収の長波長側への大きなシフトが測定された。これはウイルスを鋳型とした金ナノ粒子の結合により、三次元的なプラズモンのカップリングが起きたことを意味している。さらにウイルスと金微粒子の結合を促進するために、デキストランを添加した。この効果は高分子クラウディング効果と言われるが、金属微粒子と...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(若手研究(B))
    研究期間 : 2007年 -2008年 
    代表者 : 松尾 保孝
     
    微細な凹凸構造をもつ基板上にDNA を伸長固定化することでDNA 結合タンパク質が自由な環境下でDNA と相互作用が可能となるDNA チップの作製を試みた。研究成果としては光リソグラフィー技術を用いたシリコン基板上への微小な凹凸構造作製、また高分子フィルム上への凹凸構造を作製することにより、様々な基板へのDNA の伸長固定化条件の抽出を行った。これによりDNAとDNA結合タンパク質の相互作用解析用基板の作製を可能にした。
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(A))
    研究期間 : 2006年 -2008年 
    代表者 : 下村 政嗣, 居城 邦治, 藪 浩, 松尾 保考
     
    本研究では、ボトムアップナノテクノロジ-のキ-技術である自己組織化によるナノ・ミクロ構造形成と、成熟した技術である無電解メッキを組み合わせることで、全湿式プロセスによるラピッドプロトタイピングが可能であることを示すことができた。また、マイクロメ-タ-スケ-ルの細孔を有するハニカム様多孔質フィルムが赤外領域でフォトニック結晶になりうることを確認しており、細孔径のサブミクロン化によって可視光領域でのフォトニック結晶が可能となる。金属化により、高屈折率化と力学強度にすぐれた材料が期待される。
  • 文部科学省:科学研究費補助金(特定領域研究)
    研究期間 : 2005年 -2006年 
    代表者 : 居城 邦治, 新倉 謙一, 松尾 保孝
     
    これまで申請者は、DNA水溶液上にカチオン性の両親媒性化合物を展開し、静電的相互作用により気水界面に形成したDNA分子とのポリイオン複合膜をLangmuir-Blodgett(LB)法により、単分子膜に流動性を持たせた状態で固体基板上に移し取ると、溶液中ではランダムコイル形状であったDNA分子が伸長して固定化されることを見い出してきた。伸長・固定化された個々DNAA分子は長さ解析の結果、単一分子であることが明らかとなり、また二重らせんDNA鎖をほぼ伸び切り構造で2次元に配列することができることを示した。しかし、DNAが伸長するメカニズムは明らかになっていない。そこで研究では、これまで未開拓であったメニスカスにおける高分子鎖のダイナミクスの計測技術の開発を通じて、LB法によるDNAの伸長機構を明らかにすることを目的とした。DNAが気体・液体・固体の三相が交差するメニスカスにおいて伸長されることから、メニスカスでのDNA分子の運動を観察できる蛍光顕微鏡システムを構築した。このシステムを用いてDNA水溶液上にジアルキルアンモニウム塩(2C_<18>N^+2C_1)を展開することで気液界面に形成した2C_<18>N^+2C_1/DNAポリイオン複合単分子膜の観察を行った。その結果、糸まり状のDNAがメニスカス境界部分で数秒間滞留し、その後基板状に伸長した状態で固定化されていく様子が観...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(B))
    研究期間 : 2004年 -2005年 
    代表者 : 居城 邦治, 下村 政嗣, 田中 賢, 新倉 謙一, 松尾 保孝, 藪 浩
     
    DNAマイクロアレイは遺伝子解析にとって大変重要な基盤技術である。多量解析のためにはDNAアレイの高度集積化が急務であるが、DNAスポットの間隔を20μm以下にすることは現在の光リソグラフィーによる合成型やスポッターを用いた貼り付け型の技術では困難である。従来のトップダウン法によるDNAマイクロアレイ作製技術に代わり、DNAの塩基対形成による分子認識による100nm間隔のDNA配列技術の開発を目指す。具体的には遺伝子の検出方法として知られているFISH法(Fluorescence In-Situ Hybridization)を使うことで伸長固定化した単一DNA分子でプローブDNAのナノアレイ化を行い、さらにそれらナノアレイを並べて階層化することで高度集積化を図り、従来の1000分の1の大きさのDNAチップの作製を目標とする。特定の間隔のDNA配列技術の開発のモデル実験として、40塩基の20塩基ずつが相補的な2種類の40塩基オリゴマーからなるHalf-sliding DNAの多重会合体形成について検討した。AFMによる観察と環状DNA以外のDNAを加水分解するexonucleaseVによる酵素反応の結果から、TE中で形成されたDNA多重会合体は直鎖状構造であるのに対し、金属イオン下で形成されたものは環状構造であることがわかった。直鎖状のDNA多重会合体は剛直なロッド構造のため多...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(A))
    研究期間 : 2002年 -2004年 
    代表者 : 下村 政嗣, 澤田石 哲郎, 田中 賢, 居城 邦治, 山本 貞明, 松尾 保孝, 藪 浩
     
    本研究の目的は、高分子溶液をキャストした際に結露した水滴を鋳型として生成されるハニカム構造化膜の空孔中に発光性の微粒子を封入し、面状に発光するデバイスを作製することである。今年度は色素を分散させた微粒子作製と、そのハニカム膜への導入を行った。色素とポリスチレンを溶かしたテトラヒドロフラン(THF)溶液に貧溶媒である水を加え、THFを蒸発させてやると、300nm前後の色素を担持したポリスチレン微粒子が形成されることを見出した。ハニカム膜は疎水的な材料から作製されているため、その表面は高い撥水性を示す。従って微粒子の水分散液を導入しようとすると全く濡れることが出来ない。ここでハニカム膜の表面を親水化するために、UV-オゾン処理を行う方法を考案した。UV-オゾン処理により表面が親水化され、ハニカム状の空孔に微粒子が導入されやすい状態となった。空孔中に微粒子を導入する方法はキャスト法やディップコート法などの方法が考えられるが、これらの方法では連続処理に向かなかったり、粒子を十分導入できない等の問題がある。そこで微粒子分散液を2枚のスライドガラスでははさみ、一方のスライドガラスに親水化したハニカム膜を固定し、一方のスライドガラスを一定速度でスライドさせる方法を考案した。その結果、非常に効率よく、よりパッキングしたハニカム-微粒子ハイブリッド構造が家試製された。色素を励起すると孔部分が明...

教育活動情報

主要な担当授業

  • 物質化学(ナノフォトニクス材料論)
    開講年度 : 2019年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 総合化学院
    キーワード : フォトニクス材料、フォトニクスデバイス、サプ波長光学、プラズモニクス、光波解析、微細加工技術、ナノ分光技術、電子顕微鏡解析
  • ナノ物性化学
    開講年度 : 2019年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 理学部
    キーワード : 超伝導、ナノ空間、磁性体、薄膜、電子スピン、化学反応、選択性と統計性、数理科学、力学系

大学運営

学内役職歴

  • 2019年10月1日 - 2021年9月30日 電子科学研究所附属グリーンナノテクノロジー研究センター長


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