バイオ・メカニカル・ハンドリングのための10nmオーダの3次元微細構造の創成

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12305011
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中尾 政之 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (90242007)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹内 孝次 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (10134470) ; 畑村 洋太郎 工学院大学, 工学系研究科, 教授 (40010863) ; 松本 潔 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (10282675) ; 鷲津 正夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10201162) ; 田中 秀治 東北大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (00312611)
• Keywords: バイオハンドリング / DNA / 微小電極 / 近接場光学

Research Abstract

本研究の目的は、微小な生体物質のバイオ・メカニカル・ハンドリングのために、操作・固定・分析用のツールを10nmオーダまで微細化できる、3次元微細構造の創成である。まず、設計製作者がプロトタイプを試作しながら、プロセス技術を発展させ、次に、バイオ研究者がそれを試用して評価する。具体的に、設計製作者は、紫外線・電子線リソグラフィ技術や、反応性イオンや高速原子線によるドライエッチング技術のような半導体製作技術だけでなく、電子線で化学的に炭素や金属を堆積させる技術や、プラスチック・石英ガラスの薄板の表面に、さらに微細な凹凸形状を転写する技術、微細な形状の任意の部分だけに酵素や蛋白質を就職する技術、微細なガラスパイプやプラスチック板を塑性変形させたり接合させる技術などを総合的に開発し、それらを用いた応用システムを開発する。
平成13年度は、まず、電子線気相成長によるナノワイヤを用いて、DNAを伸張・単離できるハンドリングシステムを構築した。λDNAを撥水処理した基板上に伸張し、所望部位を切り出し、30nm径のプローブを用いて単離することができた。また、細胞刺激の多点微小電極では、2mm角のポリイミド基板内に69点の測定点を配置した微小電極を試作し、ラットを用いた実験により音刺激に対する蝸牛神経核での応答を計測できることを確認した。さらに、微小蛍光分子の近接場光観察素子では、先端にナノワイヤを付けたSNOMプローブを用いて、従来の原子間力顕微鏡では観察できなかった20nm径のビーズの観察に成功した。

Research Products

• [Publications] 坂巻勇紀, 大井健, 中尾政之, 畑村洋太郎: "高アスペクト比散乱プローブを用いた近接場光学顕微鏡の開発"医用電子と生体工学. 39巻特別号. 278 (2001)
• [Publications] 藤岡聡太, 大井健, 中尾政之, 畑村洋太郎: "ナノメータサイズのプローブを用いた単一DNAの切断と断片の単離"医用電子と生体工学. 39巻特別号. 280 (2001)
• [Publications] 中尾政之, 大井健: "ナノチャンネルとナノツール"化学工業. Vol.52 No.1. 18-22 (2001)
• [Publications] 中尾政之, 大井健, 土屋健介: "マイクロチップにナノチャンネルを作る"BME(Bio Medical Engineering). Vol.15 No.10. 57-62 (2001)