2010 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Molecular Soft-Interface Science |
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20106010
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
前田 瑞夫 独立行政法人理化学研究所, 前田バイオ工学研究室, 主任研究員 (10165657)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宝田 徹 独立行政法人理化学研究所, 前田バイオ工学研究室, 専任研究員 (30336010)
藤田 雅弘 独立行政法人理化学研究所, 前田バイオ工学研究室, 研究員 (50342845)
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| Keywords | ソフトインターフェース / 核酸分子 / コンジュゲート材料 / ナノ粒子 / ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド) / 生体機能材料 / 界面科学 / 分子認識 |
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| Research Abstract |
本研究では、DNA鎖とポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAAm)との共重合体(DNAコンジュゲート)の自己組織化を利用したDNA担時ナノ粒子の作製、ならびに種々のDNA担持ナノ粒子に対するDNA末端塩基対構造に応答する特異なコロイド安定性のメカニズムの解明を目的とする。さらに、この特異現象に基づいた簡便かつ正確な遺伝子診断などの新規ナノバイオ素子の開発を行うことを目指す。
本年度は、昨年度に引き続いて、DNAコンジュゲートの精密合成とナノ粒子作製、DAN担持ナノ粒子の構造解析に関する研究を精力的に遂行した。原子移動ラジカル重合(ATRP)や付加開裂移動型重合(RAFT)法を検討し、PNIPAAm-b-DNAの精密合成、さらには多官能性の開始剤を用いることで様々な分子骨格を有するコンジュゲート化にも成功した。これら新規合成されたPNIPAAm-b-DNAの構造・物性評価を行った。下限臨界溶解温度以上において球形のコアシェル型ミセルを形成し、表層にDNAが密生した粒径分布の狭い構造の明確なナノ粒子が自発的に形成しうることを明らかにした。サイズはPNIPAAmセグメント長や分子骨格に依存した。このナノ粒子は塩に対し非常に安定であり、完全相補鎖で二重鎖を形成すると凝集が起こった。一方、二重鎖末端に変異が存在した場合、粒子は安定に分散したままであることも確認した。
特異な界面現象に基づく新規バイオセンサーの構築も併せて遂行した。水銀イオンを介した塩基対結合により、水銀イオン存在下での非架橋凝集を生じさせるという原理を見出し、高感度で水銀イオンを検出できることがわかった。
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