石墨烯栅格、石墨烯栅格的制造方法、结构分析对象物质的结构分析方法

本发明涉及石墨烯栅格、石墨烯栅格的制造方法、结构分析对象物质的结构分析方法。

背景技术：

1、冷冻电子显微镜用于蛋白质等物质的结构分析(专利文献1等)。

2、在基于冷冻电子显微镜的结构分析对象物质(例如蛋白质)的结构分析中，为了捕捉结构分析对象物质，使用由石墨烯或无定形碳构成且贴附有支撑膜的碳栅格。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开2005-250721号公报

技术实现思路

1、发明要解决的技术问题

2、但是，在用碳栅格捕捉蛋白质等结构分析对象物质的情况下，有可能在碳栅格上发生结构分析对象物质的不均匀分布(局部化)、取向性的偏差等，或者无法捕捉足够数量的结构分析对象物质，从而对结构分析造成障碍。另外，有时难以以高分辨率进行结构分析对象物质的结构分析。

3、因此，本发明的目的在于提供石墨烯栅格、石墨烯栅格的制造方法、结构分析对象物质的结构分析方法，例如，在基于冷冻电子显微镜的结构分析等中，能够抑制或防止结构分析对象物质的不均匀分布、取向性的偏差等，并且，能够高效率地捕捉结构分析对象物质，能够以高分辨率进行结构分析对象物质的结构分析。

4、用于解决技术问题的技术方案

5、为了实现上述目的，本发明的石墨烯栅格的特征在于，具有在石墨烯表面导入有包含硅原子和磷原子中的至少一者的官能团的结构。

6、本发明的石墨烯栅格的制造方法的特征在于，

7、为石墨烯栅格的制造方法，

8、所述石墨烯栅格是具有在石墨烯表面导入有包含硅原子和磷原子中的至少一者的官能团的结构的石墨烯栅格，

9、所述制造方法包括官能团导入工序，其中，使表面具有取代基的石墨烯的所述取代基与硅烷偶联剂和膦酸衍生物中的至少一者反应而导入所述包含硅原子的官能团。

10、本发明的结构分析对象物质的结构分析方法的特征在于，

11、是使用冷冻电子显微镜进行结构分析对象物质的结构分析的方法，

12、所述制造方法包括结构分析用栅格准备工序和结构分析工序，

13、在所述结构分析用栅格准备工序中，使所述结构分析对象物质结合于所述本发明的石墨烯栅格或通过所述本发明的石墨烯栅格的制造方法制造的石墨烯栅格，或者准备所述本发明的冷冻电子显微镜用栅格或通过基于所述本发明的冷冻电子显微镜用栅格的制造方法制造的冷冻电子显微镜用栅格，

14、在所述结构分析工序中，使用冷冻电子显微镜对与所述石墨烯栅格结合的所述结构分析对象物质进行结构分析。

15、发明效果

16、根据本发明，能够提供石墨烯栅格、石墨烯栅格的制造方法、结构分析对象物质的结构分析方法，例如，在基于冷冻电子显微镜的结构分析等中，能够抑制或防止结构分析对象物质的不均匀分布、取向性的偏差等，并且，能够高效率地捕捉结构分析对象物质，能够以高分辨率进行结构分析对象物质的结构分析。

技术特征：

1.一种石墨烯栅格，其特征在于，具有在石墨烯表面导入有包含硅原子和磷原子中的至少一者的官能团的结构。

2.根据权利要求1所述的石墨烯栅格，其中，所述石墨烯栅格具有在石墨烯表面导入取代基、再通过所述取代基的反应导入所述官能团的结构。

3.根据权利要求2所述的石墨烯栅格，其中，所述取代基为选自由包含羟基、羧基、醛基、酮基或羰基的取代基；包含醚键的取代基；以及包含酯键的取代基组成的组中的至少一种取代基。

4.根据权利要求2或3所述的石墨烯栅格，其中，所述石墨烯栅格具有通过所述取代基与选自硅烷偶联剂和膦酸衍生物中的至少一者的反应而导入所述官能团的结构。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的石墨烯栅格，其中，所述包含硅原子和磷原子中的至少一者的官能团是在其结构中包含选自羟基、羧基、醛基、羰基、醚键、环氧基、酯键、氨基、亚氨基、马来酰亚胺基、磺酰基、磺酰氧基、氟烷基、氰基、异氰酸基(异氰酸酯基)、乙烯基、苯乙烯基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基、脲基、巯基、异硫氰酸酯基、叠氮基、乙炔基、酰亚胺酯基、卤化物、活化的羧基、nhs酯基、酰氯、酸酐和氟酯中的至少一者的官能团。

6.一种冷冻电子显微镜用栅格，其特征在于，所述冷冻电子显微镜用栅格是使冷冻电子显微镜的结构分析对象物质结合于权利要求1至5中任一项所述的石墨烯栅格而成的。

7.一种石墨烯栅格的制造方法，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的制造方法，其中，所述制造方法进一步包括：取代基导入工序，其中，使石墨烯表面与卤素氧化物自由基反应而对所述石墨烯表面进行改性，从而导入所述取代基。

9.根据权利要求8所述的制造方法，其中，所述卤素氧化物自由基为二氧化氯自由基。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的制造方法，其中，所述取代基为选自由包含羟基、羧基、醛基、酮基或羰基的取代基；包含醚键的取代基；以及包含酯键的取代基组成的组中的至少一种取代基。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的制造方法，其中，所述包含硅原子和磷原子中的至少一者的官能团是在其结构中包含选自羟基、羧基、醛基、羰基、醚键、环氧基、酯键、氨基、亚氨基、马来酰亚胺基、磺酰基、磺酰氧基、氟烷基、氰基、异氰酸基(异氰酸酯基)、乙烯基、苯乙烯基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基、脲基、巯基、异硫氰酸酯基、叠氮基、乙炔基、酰亚胺酯基、卤化物、活化的羧基、nhs酯基、酰氯、酸酐和氟酯中的至少一者的官能团。

12.一种冷冻电子显微镜用栅格的制造方法，其特征在于，包括结构分析对象物质结合工序，其中，进一步使冷冻电子显微镜的结构分析对象物质结合于通过权利要求7至11中任一项所述的制造方法制造的石墨烯栅格。

13.一种结构分析方法，其特征在于，是使用冷冻电子显微镜进行结构分析对象物质的结构分析的方法，

14.根据权利要求13所述的结构分析方法，其中，所述结构分析对象物质为有机物质。

15.根据权利要求14所述的结构分析方法，其中，所述有机物质为蛋白质。

技术总结
本发明提供一种石墨烯栅格，例如在基于冷冻电子显微镜的结构分析等中，能够抑制或防止结构分析对象物质的不均匀分布、取向性的偏差等，并且能够高效率地捕捉结构分析对象物质，能够以高分辨率进行结构分析对象物质的结构分析。为了实现上述目的，本发明的石墨烯栅格的特征在于，具有在石墨烯表面导入有包含硅原子和磷原子中的至少一者的官能团的结构。

技术研发人员：浅原时泰,森口舞子,井上豪
受保护的技术使用者：国立大学法人大阪大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/6