Development for Super-low-invasive drag Surgery system using photonic DNA nano-machine

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K12105
• Research Institution: Hiroshima Institute of Technology
• Principal Investigator: 山田 憲嗣 広島工業大学, 工学部, 教授 (70364114)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ナノ / フォトニクス / DNA

Outline of Annual Research Achievements

フォトニックＤＮＡナノマシーンを利用した超低侵襲ドラッグサージェリーシステムの試作を行い，システムの特性や性能を評価する基盤技術の確立を目指している．
研究代表者らは，学術研究助成基金（平成24年度～平成26年度）基盤研究C「フォトニクスＤＮＡナノマシーンによる低侵襲ドラッグサージェリーシステム 」において，システムの基盤技術となるフォトニックＤＮＡナノマシーンの設計及び具現化を行い，ＤＮＡナノマシーンのリポソームへの実装方法の確立を目指した．フォトニックＤＮＡナノマシーンは，ＤＮＡ光ピンセット構造体をベースとし，分子センサ機構と光出力機構を付加した系をもつ．光制御可能なＤＮＡピンセットの相補鎖部分に検出分子による阻害機構を付加し，分子センサとしての機能をもつことが特徴である．またピンセットの開閉状態により，光機能性分子からのエネルギー移動を制御し光信号を出力することが可能であることを確認した．
フォトニックＤＮＡナノマシーンを患部へ的確に噴霧するため，フォトニックＤＮＡナノマシーンのリポソームへの実装方法の確立を目指したが，温度や湿度など環境条件が変化するなどしたため，リポソームの状態が不安定で実装に至ることが困難であった．近年，田中貴金属工業などリポソームの量産体制が確立し，安定したリポソームの委託生産が可能となってきた．ここでは，フォトニックＤＮＡナノマシーンをリポソームに内包する設計を行い，量産型リポソームの利用を検討し，試作検討を行った．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

フォトニックＤＮＡナノマシーン含有リポソームの設計・試作において、試作を繰り返しており、最適設計を見いだせていない

Strategy for Future Research Activity

フォトニックＤＮＡナノマシーン含有リポソームを設計・試作を行い、最適なパターンのもととなる基板のパターンを設計し，フォトニックＤＮＡナノマシーンが含有できるスペースの形や大きさなどを検討する．パターンのアスペクト比が大きいことが予測できることから，シリコーンゴムを精度良く抜く手法についても確立する必要があるため，油相以外の方法の検討を行う．

Causes of Carryover

試作システムを作成する際の人件費がかからなかっため、次年度の実験補助で使用する。