化学の力で自動開閉する世界初の動くナノポア~次世代バイオセンシングやスマートドラッグデリバリーに新たな道~

2026-02-18 東京大学

東京大学、大阪大学をはじめとする国際共同研究チームは、電圧のみで自律的に開閉する世界初の「動く固体ナノポア」を開発した。ナノポア内部でマンガンとリン酸の沈殿・溶解反応を制御し、孔が閉じる→溶ける→開くというサイクルを繰り返す現象を実証。オングストローム精度で孔径を調整でき、DNA塩基やアミノ酸の一分子検出も可能と示した。複雑な外部装置を必要とせず、半導体技術と融合可能な点も特長で、次世代バイオセンシングやスマートドラッグデリバリーへの応用が期待される。成果は『Nature Communications』に掲載。

化学の力で自動開閉する世界初の動くナノポア~次世代バイオセンシングやスマートドラッグデリバリーに新たな道~
図1. 化学反応を駆動力に自動開閉するナノポア。

<関連情報>

化学駆動型自律ナノポア膜 Chemistry-driven autonomous nanopore membranes

Makusu Tsutsui,Wei-Lun Hsu,Denis Garoli,Ali Douaki,Yuki Komoto,Hirofumi Daiguji & Tomoji Kawai
Nature Communications  Published:18 February 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-026-68800-x

Abstract

Fabrication of pores at the atomic scale remains a significant challenge in modern nanotechnology, hindering the study of ion transport and molecular dynamics in confined spaces. Here, we introduce a chemically controllable break-membrane approach that enables the repeated formation and closure of nanoscale pores in SiNx membranes through manipulating the in-pore electrochemical reaction conditions by transmembrane voltage. Ionic current measurements reveal distinct conductance features that are consistent with ion dehydration and transport through highly confined channels approaching sub-nanometer dimensions. The scalable nature of this platform, which allows multiple pores to be actuated simultaneously, offers a powerful tool for probing ion transport and fluid dynamics in extreme confinement. Beyond advancing fundamental understanding of ion transport and fluid dynamics, this chemically driven membrane system holds promise for applications in single-molecule sensing, neuromorphic computing, and nanoreactor design.

0505化学装置及び設備
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました