Self-Assembled Monolayer(SAM)研究用試薬−チオール誘導体シリーズ−

　固体表面上に種々の分子を集積させる手法の一つである自己組織化法は、欠陥の少ない単分子膜を容易に構築できること、配向制御された組織的膜による新規機能付与、また固体表面の分析手法および分析機器の進歩などから近年、活発に研究されています。なかでもアルキルチオール類を金表面に吸着させた自己組織化単分子膜（SAM; Self-Assembled Monolayer）は、金修飾電極、表面プラズモン共鳴（SPR; Surface Plasmon Resonance）、水晶発振子マイクロバランス（QCM; Quartz Crystal Microbalance）等に利用され注目されています。いずれも基板となる金表面にチオール化合物あるいはジスルフィド化合物を用いてプローブ分子を固定し、それぞれ電流、反射角、振動数変化を検出しています。
　これらの自己組織化単分子膜を構成する分子は基本的に固体基板への吸着を目的とする官能基、主鎖および機能性官能基の３つの部位から構成されており、その単分子膜の性質は主鎖の長さやその親水性、末端官能基の選択により多彩な機能を持たせることができると期待されます。

　今回紹介するSAM研究用試薬は固体基板への吸着部位としてチオールまたはジスルフィド、末端官能基としてそれぞれアミノ基とカルボキシル基を有しており、タンパクやペプチド、その他の分子認識サイトを導入する際に有用です。
　これらのチオール誘導体は金と特異的に吸着しアルキル鎖間のvan der Waals 力により高密度・高配向な自己組織化単分子膜を形成します。単分子膜の作製には特殊な装置を必要とせず、チオール誘導体の溶液中に基板を浸漬するだけで容易に構築でき、浸漬条件（溶媒、濃度、温度、時間）によって構造、配向の制御も可能です。

　以下に開発中の8-Amino-1-octanethiol hydrochlorideを用いて自己組織化法にて修飾電極を作製し、電気化学的に評価した結果を示します。

【評価１】
　8-Amino-1-octanethiol hydrochlorideのアセトニトリル溶液（5mM）に金電極（φ6.0 X 1.6mm）を30分間浸漬し修飾電極を作製。酸化還元マーカーである［Fe(CN)₆］^3-に対する修飾電極の酸化還元ブロッキング挙動をサイクリックボルタンメトリー（CV）法にて評価。

〈測定条件〉
　作用電極：上記修飾電極、対極：Pt plate（1.5 X 1.5mm）、参照電極：SCE、開始電圧：600mV、最大掃引電圧：600mV、最小掃引電圧：-600mV、掃引速度：100mV/sec
　2mM K₃［Fe(CN)₆］/o-Tetraethylammonium hydroxide（pH 11.0）溶液中、アルゴン雰囲気下でCV測定。

　修飾電極において単分子膜形成による［Fe(CN)₆］^3-の酸化還元挙動のブロッキングが観測された。

【評価２】
　8-Amino-1-octanethiol hydrochlorideのエタノール溶液（0.2mM）に金電極（φ5.0mm）を20分間浸漬し修飾電極を作製した。強アルカリ条件下におけるチオール単分子膜の金表面からの脱離挙動をCV法にて評価。

〈測定条件〉
　作用電極：上記修飾電極、対極：Pt plate（5.0 X 5.0mm）、参照電極：Ag/AgCl、開始電圧：-200mV、最大掃引電圧：-200mV、最小掃引電圧：-1250mV、掃引速度：50mV/sec
　0.1M KOH水溶液中、窒素雰囲気下でCV測定。

＊熊本大学工学部物質生命化学科　谷口研究室の御指導のもとに測定しました。

　金表面からのチオレートアニオンの脱離に由来する不可逆なカソード電流が-0.96Vに観測された。

　チオール誘導体は空気酸化を受けジスルフィド体を生成するため、不活性ガス雰囲気下で冷凍で保存することが必要です。ここに紹介した新製品は上記条件で保存することにより６ヶ月以上安定です。

参考文献
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