2020 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of biomolecules-based nano optical devices for biosensing application
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19K21924
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
遠藤 達郎 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40432017)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
末吉 健志 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70552660)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | フォトニック結晶 / ナノインプリントリソグラフィー / 生体分子 / バイオセンサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、①抗体やDNA等生体分子を基材として用い、②生体分子が有する機能・分子構造を損なうことなく、③ナノインプリントリソグラフィ（Nanoimprint lithography: NIL）を用いてナノ構造を転写する技術を開発することにある。
加えて開発した技術を用いてナノメートルサイズの周期構造を有する光学素子「フォトニック結晶（Photonic crystal: PhC）」を作製、PhC自体が分子認識・特異的結合能を有する光学バイオセンサへ応用することにある。
昨年度は、モデル物質としてウシ血清アルブミンを基材として用いてPhC作製を試みたが当該年度では、ウシ血清アルブミン中へ抗ヒトIgG抗体を含有させたPhCを作製し、バイオセンサへの応用を試みた。当該年度ではPhCを、①ウシ血清アルブミンおよび抗ヒトIgG抗体溶液中へ光架橋剤として用いられている4-BenzoylbenzoicAcid N-Succinimidyl Esterを添加した溶液上へ鋳型（ピラーアレイ（直径・間隔：230 nm））を設置・加圧した後、光照射、②ウシ血清アルブミンおよび抗ヒトIgG抗体溶液へ鋳型を設置・加圧、溶媒を蒸発させた後、架橋剤であるグルタルアルデヒドの蒸気にさらす、二種類の方法によって作製した。二種類の方法で作製したPhCは、どちらも目視にて光回折による構造色を観察することが可能であった。
作製したPhCは、抗原としてヒトIgG溶液を滴下、抗原抗体反応させることによって周辺の屈折率変化が誘起され、反射ピーク強度減少を観察することに成功した。しかし、生体分子を基材として作製したPhCにおいても、非特異的吸着を完全に防ぐことは困難であった。これは作製したPhCが凹凸構造を有していることからPhC表面が疎水化され、疎水性相互作用によって非特異的吸着が引き起こされたものと考えられる。
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