Fabrication of nano-interface at semiconductor/biomolecules and it's application to biotransistors

2010 Fiscal Year Self-evaluation Report

• Project Area: Molecular Soft-Interface Science
• Project/Area Number: 20106013
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University (2010-2012); National Institute for Materials Science (2008-2009)
• Principal Investigator: MIYAHARA Yuji National Institute for Materials Science, 生体材料工学研究所, 教授 (20360399)
• Project Period (FY): 2008 – 2012
• Keywords: バイオトランジスタ / 刺激応答性ゲル / 動的界面 / 信号変換

Research Abstract

本研究では、半導体技術により製作した電界効果デバイスを用い、検出部となるゲート絶縁膜表面にオリゴヌクレオチドプローブを固定化して、その分子認識反応に伴う物理化学的パラメータの変化を検出する方式の遺伝子解析デバイスを提案している。本デバイスでは、蛍光分子のような標識を必要とせず、分子認識反応を電気シグナルとして検出でき、さらには、半導体微細加工プロセスにより検出部を一つのチップに高密度に集積化可能であることから、高スループットの遺伝子解析用デバイスとなることが期待される。従来の遺伝子トランジスタはDNAの電荷を直接検出していたため、ゲート絶縁膜/溶液界面の電気二重層がその応答に多大な影響を及ぼしていた。電気二重層幅(Debye長)の制限のため、短塩基長DNAの検出に限られていた。本提案では、ゲート絶縁膜表面にソフト界面を構築し、Debye長に依存しない長鎖DNA の検出も可能な遺伝子トランジスタを創製する。

Research Products

• [Presentation] Hydrogel-modified fieldeffect transistor for lectin recognition (2010)
  • Author(s): 前田康弘
  • Organizer: The 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • Place of Presentation: Honolulu(Hawaii,U.S.A.)
  • Year and Date: 2010-12-18
• [Presentation] Glucose-responsive polymer gel as element for robust and self-regulated insulin delivery system (2010)
  • Author(s): 松元亮、宮原裕二
  • Organizer: The 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • Place of Presentation: Honolulu(Hawaii,U.S.A.)
  • Year and Date: 2010-12-18
• [Presentation] Bio-recognizing surface designs for bio-transistors (2010)
  • Author(s): 松元亮、宮原裕二
  • Organizer: The 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • Place of Presentation: Honolulu(Hawaii,U.S.A.)
  • Year and Date: 2010-12-16
• [Presentation] Hydrogel-based Field Effect Transistor for Lectin Detection (2010)
  • Author(s): 前田康弘、松元亮、三浦佳子、宮原裕二
  • Organizer: Third International NanoBio Conference 2010
  • Place of Presentation: ETH Zurich(Zurich,Switzerland)
  • Year and Date: 2010-08-24
• [Presentation] 半導体/生体分子ナノ界面の構築とバイオトランジスタへの応用 (2010)
  • Author(s): 前田康弘、松元亮、宮原裕二
  • Organizer: 新学術領域研究「ソフトインターフェースの分子科学」第4回公開シンポジウム/第5回領域会議
  • Place of Presentation: 国立循環器病研究センター(大阪府)
  • Year and Date: 2010-07-01
• [Presentation] レクチン認識ソフト界面の創製とバイオトランジスタへの応用 (2010)
  • Author(s): 前田康弘、松元亮、三浦佳子、宮原裕二
  • Organizer: 電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会
  • Place of Presentation: 東京大学(東京都)
  • Year and Date: 2010-06-18
• [Book] 薬物放出ゲル、食品・化粧品・医療分野へのゲルの応用 (2010)
  • Author(s): 松元亮、宮原裕二
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Book] バイオトランジスタの開発 (2010)
  • Author(s): 松元亮、宮原裕二
  • Total Pages: 54-58
  • Publisher: 東京化学同人