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2009 Fiscal Year Annual Research Report

DNAチップエレクトロニクスの創製とナノバイオセンシング

Research Project

Project/Area Number 21200034
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

中野 幸二  Kyushu University, 大学院・工学研究院, 准教授 (10180324)

Keywordsナノバイオ / DNA / 自己組織化 / 分子認識 / バイオセンサー / 遺伝子センサー / 分子エレクトロニクス / 走査プローズ顕微鏡
Research Abstract

本研究では、DNA自己組織化膜やDNAデンドリマーなどの超分子構造体に電気伝導性の修飾を施し、電気的あるいは電気化学的な情報の読み出しが可能なDNA分子回路について検討する。さらに、DNA特有の分子認識機能を回路に組み込んで情報応答性を持たせる工夫、及びDNAを1分子レベルで回路化し集積する試みを通じて、ハイスループットデバイスに発展させてゆく。本年度の研究成果を以下に示す。
1. ソラレン化合物の合成:フェロセン、鉄(II)-フェナントロリン、およびコバルト(II)-フェナントロリンで修飾した新規ソラレン化合物を合成した。
2. DNAコンジュゲートの合成:フェロセン、あるいは鉄(II)-フェナントロリンを化学結合させることで、所定のレドックス機能を持つDNAコンジュゲートを新たに合成した。
3. ソラレン化合物の光結合反応の評価:コバルト(II)-フェナントロリン錯体修飾ソラレンについて、各種電気化学測定、蛍光スペクトル測定、水晶振動子重みセンサーによる重量測定、および表面反射吸収赤外スペクトル測定を行い、二重鎖DNAに対する光結合反応を詳細に検討した。
4. 微小くし形電極と組み合わせた電圧-電流特性の解明:線幅2μmのラインアンドスペース構造を持ったくし形電極にフェムトアンペアリソースメーターを組み合わせて電圧-電流特性を評価した。その結果、電極担体では全く電流応答を示さず、電極ギャップ間をDNA自己組織化膜で修飾すると有意の電流応答が得られることが分かった。さらに、コバルト(II)-フェナントロリン錯体を結合させたDNAコンジュゲートを用いることで電流応答が大幅に向上することを明らかにした。
以上、次年度以降の実験に必要な化合物合成を終了するとともに、電圧-電流測定に基づきDNA自己組織化膜ベースの電気回路作製の可能性を示したことを本年度の研究成果としたい。

  • Research Products

    (16 results)

All 2010 2009

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (7 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Antimony-Film Electrode for the Determination of Trace Metals by Sequential-Injection Analysis/Anodic Stripping Voltammetry2010

    • Author(s)
      Valeria GUZSVANY, et al.
    • Journal Title

      Analytica Chimica Acta 658

      Pages: 12-17

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An atomic force microscopy assay of intercalation binding, unwinding and elongation of DNA, using a water-soluble psoralen derivative as a covalent binding probe molecule.2010

    • Author(s)
      Koji NAKANO, et al.
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan 83

      Pages: 273-275

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Perylenebisimide-Linked Nitroxide for the Detection of Hydroxyl Radicals2009

    • Author(s)
      Tomoharu Maki, et al.
    • Journal Title

      Analytica Chimica Acta 639

      Pages: 78-82

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Positive-Feedback-Mode Scanning Electrochemical Microscopy Imaging of Redox-Active DNA-Poly(1,4-benzoquinone)Conjugate Film Deposited on Carbon Fiber Electrode for Micrometer-Sized Hybridization Biosensor Applications.2009

    • Author(s)
      Koji NAKANO, et al.
    • Journal Title

      J.Electroanalytical Chemistry 628

      Pages: 113-118

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of Circular Double-Stranded DNA Having Single-Stranded Recognition Sequence as Molecular-Physical Probe for Nucleic Acid Hybridization Detection Based on Atomic Force Microscopy Imaging2009

    • Author(s)
      Koji NAKANO, et al.
    • Journal Title

      Analytical Sciences 25

      Pages: 993-998

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Flow Immunoassay for Nonioinic Surfactants Based on Surface Plasmon Resonance Sensors2009

    • Author(s)
      Mayumi TANAKA, et al.
    • Journal Title

      Analytical Sciences 25

      Pages: 999-1005

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stimuli-Responsive Nanoparticles Composed of Naturally Occurring Amphiphilic Proteins2009

    • Author(s)
      Noriho KAMIYA, et al.
    • Journal Title

      Chemical Communications 35

      Pages: 5287-5289

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] アルカンチオール単分子膜修飾電極に固定化したチトクロームcの直接電子移動反応の研究2009

    • Author(s)
      中野幸二, ら
    • Journal Title

      九州大学中央分析センター報告 27

      Pages: 17-24

  • [Presentation] DNA and DNA Conjugate Self-Assembly Developed on Au(111)Substrate as Characterized by Conductive Atomic Force Microscopy.2010

    • Author(s)
      Koji NAKANO
    • Organizer
      International colloquium on "Recent progress in nanotechnologies : From nanoindentation on semiconductor materials to DNA and molecular devices"
    • Place of Presentation
      福岡市
    • Year and Date
      2010-03-15
  • [Presentation] 光架橋性付着末端を持つ三叉構造オリゴヌクレオチドモチーフからのデンドリマー生成とナノ会合体形成を利用するDNAの化学計測法2009

    • Author(s)
      森美詞, ら
    • Organizer
      日本分析化学会第58年会
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] ペリレンを主骨格としたヒドロキシラジカル計測用蛍光プローブの開発2009

    • Author(s)
      牧知治, ら
    • Organizer
      日本分析化学会第58年会
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      2009-09-24
  • [Presentation] Atomic Force Microscopy Imaging of Stem-Loop to Double-Helical Superstructure Transition of Probe DNA Sequences and Application to Single-Nucleotide Polymorphism Assay2009

    • Author(s)
      Hisao YOSHINAGA, et al.
    • Organizer
      日本分析化学会第58年会
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      2009-09-24
  • [Presentation] 金属キレートの配位子置換反応を利用するヒスタミン検出用蛍光プローブの開発2009

    • Author(s)
      瀬戸大輔, ら
    • Organizer
      日本分析化学会第58年会
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      2009-09-24
  • [Presentation] 有機ELと有機薄膜フォトダイオードをオンチップ化したマイクロ光検出システムの開発2009

    • Author(s)
      三宅麻代, ら
    • Organizer
      日本分析化学会第58年会
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      2009-09-24
  • [Presentation] バイオ分析応用を目指した発光性微粒子の開発2009

    • Author(s)
      今里健太, ら
    • Organizer
      日本分析化学会第58年会
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      2009-09-24
  • [Book] Sensing in Electroanalysis Volume 4(K.Vytras, K.Kalcher, I.Svancara, Eds.)2009

    • Author(s)
      Valeria GUZSVANY, et al.
    • Total Pages
      121-132
    • Publisher
      University of Pardubice, Pardubice, Czech Republic.

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Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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