Hybrid nanopore sensing using molecular mechanics

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K14099
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Nano/Microsystems
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Kawai Kentaro 大阪大学, 工学研究科, 助教 (90514464)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ナノポアセンシング / グラフェン / ナノ加工 / 自己組織化

Outline of Final Research Achievements

For nanopore sensing by a hybrid nanopore, research proceeded: "Highly reproducible nanopore processing using a helium ion microscope", " Fabrication of self-assembled DNA nanostructures for hybrid nanopore formation", "High efficiency of DNA self-assembled nanostructures", "Direct CVD Graphene formation on through-hole structure", "Integration of nanopiller arrays for DNA Extension", and "DNA sensing with graphene nanopores". 3-dimensional DNA nanostructures for functionalization were designed and fabricated, and DNA sensing by ion current was confirmed using nanopores formed on a graphene membrane.

Free Research Field

ナノ・マイクロシステム

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ナノポアシークエンサは今後普及していくゲノム医療や個別化医療にとって、長鎖DNAを断片化することなく読み取れる、RNAを直接読み取れる、など優れたDNA読み取り技術である。実用化されているタンパクナノポアシークエンサでは複数のDNA塩基からの時系列信号を確率処理で推定する一方、原子１個分の厚さの二次元単結晶膜ナノポアを用いることにより数値計算上では高精度な塩基識別が可能であると示されている。これを実現する方法として提案する自己組織化ナノ構造形成とトップダウンであるヘリウムイオンビーム加工を融合したハイブリッドナノポアの作製は従来の微細加工を超えた集積ナノシステムの構築法として創造性が高い。