Label-free Gene Detection Method Based on Electroactive Group-Modified Nucleotide Probes

• Project/Area Number: 19750068
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Analytical chemistry
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: AOKI Hiroshi National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 研究員 (00392580)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,840,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2008: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2007: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 電気化学測定 / センサ / 遺伝子 / DNA / ラベル化フリー

Research Abstract

現在最も利用されているDNA マイクロアレイ法は、目的の遺伝子(ターゲット)に蛍光物質を取り付け(ラベル化)、これを捕捉するプローブがアレイ状に配置された基板上に展開し、蛍光物質由来の光を頼りにターゲットの存在を知る遺伝子検出法である。しかし、ターゲットのラベル化は煩雑であり、また未反応のターゲットを徹底洗浄する必要があることから、今日ニーズの高まっている環境・臨床検査への応用には程遠く、研究所レベルの活用に留まっている。この課題を克服するため、ターゲットの認識後に電気化学信号を自ら発生するプローブを設計・合成し、ターゲットをラベル化することなく検出可能な遺伝子センサを開発した。また、複数種類のターゲットを網羅的に検出するため、遺伝子センサのアレイチップ化を行った。本研究により、迅速で簡便な遺伝子検出法の基盤技術が確立されたと考えされ、その重要性は大変大きい。

Research Products

• [Journal Article] Application of High-density Sample Spotting to Laser Desorption/Ionization Mass Spectrometry (2008)
  • Author(s): Hiroshi AOKI, Hiroaki SATO, Atsushi NEMOTO, Takashi IKEDA, and Hiroaki TAO
  • Journal Title: Journal of the Mass Spectrometry Society of Japan 56 Pages: 223-228
  • NAID: 10021921540
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Variable-pitch Dispensing Workstation and its Application to the Preparation of Microsensor Arrays (2008)
  • Author(s): Hiroshi AOKI, Takashi IKEDA, Masaki TORIMURA, and Hiroaki TAO
  • Journal Title: Analytical Sciences 24 Pages: 817-821
  • NAID: 10025204707
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Signal Enhancement for Gene Detection Based on a Redox Reaction of [Fe(CN)6]4- Mediated by Ferrocene at the Terminal of a Peptide Nucleic Acid as a Probe with Hybridization-amenable Conformational Flexibility (2008)
  • Author(s): Hiroshi AOKI and Hiroaki TAO
  • Journal Title: Analytical Sciences 24 Pages: 929-933
  • NAID: 130004441685
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Signal Enhancement for Gene Detection Based on a Redox Reaction of [Fe(CN)_6]^4- Mediated by Ferrocene at the Terminal of a Peptide Nucleic Acid as a Probe with Hybridization-amenable Conformational Flexibility (2008)
  • Author(s): H. Aoki and H. Tao
  • Journal Title: Analytical Sciences 24 Pages: 929-933
  • NAID: 10025205267
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Variable-pitch Dispensing Workstation and its Application to the Preparation of Microsensor Arrays (2008)
  • Author(s): H: Aoki and T. Ikeda, M. Torimura, and H. Tao
  • Journal Title: Analytical Sciences 24 Pages: 817-821
  • NAID: 10025204707
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Application of High-density Sample Spotting to Laser Desorption/Ionization Mass Spectrometry (2008)
  • Author(s): H. Aoki, H. Sato, A. Nemoto, T.Ikeda, and H. Tao
  • Journal Title: Journal of the Mass Spectrometry Society of Japan 56 Pages: 223-228
  • NAID: 10021921540
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 微量高精度アレイスポット技術とバイオ分析の新たな可能性 (2008)
  • Author(s): 青木 寛、佐藤浩昭、鳥村政基、田尾博明
  • Organizer: 第3 回ナノバイオデバイス・ワークショップ
  • Place of Presentation: つくば
  • Year and Date: 2008-12-12
• [Presentation] ハイスループット分析用ピッチ可変型アレイスポッタの開発とバイオ分析への応用 (2008)
  • Author(s): 青木 寛、佐藤浩昭、根本淳史、鳥村政基、池田隆至、田尾博明
  • Organizer: 日本分析化学会第57 年会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2008-09-11
• [Presentation] ハイスループット分析用ピッチ可変型アレイスポッタの開発とバイオ分析への応用 (2008)
  • Author(s): 青木 寛、佐藤浩昭、根本淳史、鳥村政基、池田隆至、田尾博明
  • Organizer: 日本分析化学会第57年会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2008-09-11
• [Presentation] 微量試料の高集積スポット技術による遺伝子センサアレイチップの開発 (2008)
  • Author(s): 青木 寛、鳥村政基、田尾博明
  • Organizer: 第2 回化学センサー・バイオセンサーおよび計測技術合同ワークショップ
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-09-05
• [Presentation] 微量試料の高集積スポット技術による遺伝子センサアレイチップの開発 (2008)
  • Author(s): 青木 寛、鳥村政基、田尾博明
  • Organizer: 第2回化学センサ・バイオセンサワークショップ
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-09-05
• [Presentation] キャピラリー式ピッチ可変型アレイスポッタの開発と質量分析法への応用 (2008)
  • Author(s): 青木 寛、佐藤浩昭、池田隆至、根本淳史、西尾香織、田尾博明
  • Organizer: 第56 回質量分析学会
  • Place of Presentation: つくば
  • Year and Date: 2008-05-14
• [Presentation] キャピラリー式ピッチ可変型アレイスポッタの開発と質量分析法への応用 (2008)
  • Author(s): 青木 寛、佐藤浩昭、池田隆至、根本淳史、西尾香織、田尾博明
  • Organizer: 第56回質量分析学会
  • Place of Presentation: つくば
  • Year and Date: 2008-05-14
• [Presentation] 遺伝子検出に向けた"self-report"型核酸プローブの開発 (2007)
  • Author(s): 青木 寛、田尾博明
  • Organizer: 日本分析化学会第56 年会
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2007-09-19
• [Presentation] 遺伝子検出に向けた"selfreporザ'型核酸プローブの開発 (2007)
  • Author(s): 青木 寛、田尾 博明
  • Organizer: 日本分析化学会第55年会
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2007-09-19
• [Presentation] Labeland Marker-Free DNA Detection: Development of a Self-Reporting PNA Probe (2007)
  • Author(s): Hiroshi AOKI and Hiroaki TAO
  • Organizer: The 58th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
  • Place of Presentation: カナダ・バンフ
  • Year and Date: 2007-09-10
• [Presentation] Label- and Marker-Free DNA Detection; Development of a Self-Reporting PNA Probe (2007)
  • Author(s): Hiroshi Aoki and Hiroaki Tao
  • Organizer: The 58th Annual Meeting of the Intemational Society of Electrochemistry
  • Place of Presentation: カナダ・バンフ
  • Year and Date: 2007-09-10
• [Presentation] "Self-report"型プローブPNA に基づくオリゴDNA 検出技術-ラベル化不要・マーカー不要の核酸検出技術 (2007)
  • Author(s): 青木 寛、田尾博明
  • Organizer: 第2回ナノバイオデバイス・ワークショップ
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-08-01
• [Presentation] "Self・report"型プローブPNAに基づくオリゴDNA検出技術-ラベル化不要・マーカー不要の核酸検出技術- (2007)
  • Author(s): 青木 寛、田尾 博明
  • Organizer: 第2回ナノバイオデバイス・ワークショップ.
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-08-01
• [Presentation] "Self-report"型プローブPNA に基づくDNA 検出法 (2007)
  • Author(s): 青木 寛、田尾博明
  • Organizer: 第1回化学センサー・バイオセンサーおよび計測技術合同ワークショップ
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-07-13
• [Presentation] "Self・report"型プローブPNAに基づくDNA検出法 (2007)
  • Author(s): 青木 寛、田尾 博明
  • Organizer: 第1回化学センサー・バイオセンサーおよび計測技術合同ワークショップ
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-07-13
• [Remarks] 優秀ポスター、化学センサー・バイオセンサー研究会、青木 寛、田尾博明、2007年7 月13 日
• [Patent(Industrial Property Rights)] A Dispensing Apparatus and a Dispensing Method (2008)
  • Inventor(s): 青木 寛、田尾博明、鳥村政基、池田隆至
  • Industrial Property Rights Holder: 産業技術総合研究所
  • Filing Date: 2008-08-29
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 電気化学分子認識プローブ (2008)
  • Inventor(s): 青木 寛、田尾博明
  • Industrial Property Rights Holder: 産業技術総合研究所
  • Industrial Property Number: 2008-168546
  • Filing Date: 2008-06-27
• [Patent(Industrial Property Rights)] 電気化学分子認識プローブ (2008)
  • Inventor(s): 青木 寛、田尾博明、
  • Industrial Property Rights Holder: 産業技術総合研究所
  • Industrial Property Number: 2008-168546
  • Filing Date: 2008-06-27
• [Patent(Industrial Property Rights)] A Dispensing Apparatus and a Dispensing Method (2008)
  • Inventor(s): 青木 寛、田尾博明、鳥村政基、池田隆至
  • Industrial Property Rights Holder: 産業技術総合研究所
  • Filing Date: 2008-08-29
  • Overseas