DNAコンジュゲートを感応素子に用いるバイオエレクトロケミカルアレイ型センサ

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15550073
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 中野 幸二 九州大学, 工学研究院, 助教授 (10180324)
• Keywords: DNAコンジュゲート / 遺伝子センサ / DNAマイクロアレイ / 走査電気化学顕微鏡 / ハイスループットアッセイ

Research Abstract

1)酵素法によるキノンポリマーの合成
アルブチンを出発原料とし、ペルオキシダーゼによる酸化反応を利用してキノンポリマーを合成した。NMR、MS、および元素分析等により構造を確認するとともに、各種電気化学測定法を適用してポリマーの基礎的な酸化還元反応特性を明らかにした。
2)DNA-キノンポリマーコンジュゲート修飾電極の調製と電極特性の評価
電極とキノン部位との疎水性相互作用を利用しキノンポリマーをグラファイト電極に吸着させて修飾電極を得た。末端アミノ化オリゴヌクレオチドを用い、キノン骨格中の共役不飽和結合へのアミノ基の付加反応を利用してDNAコンジュゲートをin-situに形成させた。調製したDNA-キノンポリマーコンジュゲート修飾電極について、各種の電気化学測定法や水晶振動子マイクロバランスを適用して特性を評価した。その結果、電極表面でのハイブリダーゼーション反応を電気化学的に検出できることを見いだした。
3)マイクロアレイ型バイオセンサに関する基礎検討
本系のバイオエレクトロケミカルアレイ型センサへの応用を念頭に置いた基礎研究を行った。具体的には、微少カーボンファイバー電極(電極直径33ミクロン)系にて上記修飾電極を構成し、走査電気化学顕微鏡を用いた電気化学イメージングの基礎検討を行った。現在までのところ、キノンポリマー修飾電極系、および一本鎖DNA-キノンポリマーコンジュゲート修飾電極系での電気化学イメージングに成功している。これらの成果に基づき、相補鎖DNAとのハイブリダイゼーション反応のイメージングについて引き続き検討を加えている。

Research Products

• [Publications] Koji NAKANO et al.: "Self-assembling Monolayer Formation of Glucose Oxidase Covalently Attached on 11-Aminoundecanethiol Monolayers on Gold"Chemical Communications. 2003. 1544-1545 (2003)
• [Publications] Koji NAKANO et al.: "Self-Assembling Monolayer Formation of Glucose Oxidase and Cytochrome c Covalently Attached on Alkanethiol Monolayers on Gold"Biomolecular Chemistry. A Bridge for the Future- Proceedings of the ISBC2003. 284-285 (2003)
• [Publications] 中野幸二: "電子材料としてのDNA"化学. 59. 34-35 (2004)