由京都大學博士生 Choi Heo-jin(現任韓國浦項科技大學研究員)和 Shuhei Seki 教授領導的研究小組正在與美國伊利諾大學和比利時蒙斯大學合作,找出答案抗癌藥物DNA結合劑玫瑰樹鹼具有高電荷傳輸性,人們發現該材料具有優異的特性,是作為有機半導體的優異材料。
玫瑰樹鹼進入DNA鹼基之間,阻止DNA複製,產生抗癌作用。它是一種結合了有機半導體的基本特徵π共軛和生物分子中常見的氫鍵的分子。一般來說,具有氫鍵的分子具有較高的熱力學穩定性,但通常無法預期具有高導電性。
這次,我們利用玫瑰樹鹼的高結晶度、高平坦度和強氫鍵,創造了一種具有均勻取向的玫瑰樹鹼薄膜,使其能夠滲透到DNA中。量子化學計算結果表明,該晶體具有與有機半導體相當的π-π相互作用,表現出優異的性能。在此過程中,氫鍵是玫瑰樹鹼分子聚集在一起的驅動力,據預測,如果沒有氫鍵,分子間距離將增加兩倍,電子相互作用將大大減少。另一方面,計算結果證實氫鍵不僅縮短了分子間距離,而且透過氫鍵具有高電子轉移交互作用。
為了透過實驗驗證這一點,當我們使用微波測量薄膜的電導率時,我們發現π共軛折疊方向的電導率大約是氫鍵方向的電導率的1.5倍。此外,估計的電荷遷移率和測量的電導率與典型的有機半導體並五苯相當,表明玫瑰樹鹼表現出優異的有機半導體性能。
未來,他們計劃開發使用生物分子和化學感測器的電晶體來檢測乙酸乙酯(一種肺癌的生物標記化合物)。