Largely multiplexed molecular sensing using nano-mediaters that transform molecular information to optical information

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01844
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Ogura Yusuke 大阪大学, 大学院情報科学研究科, 准教授 (20346191)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西村 隆宏 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (10722829)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ナノメディエータ / DNAナノマシン / 光符号化 / FRET

Outline of Final Research Achievements

This research was performed for the purpose of making nano-mediators, which transform molecular information to optical information, and of clarifying their capability in multiplexed molecular sensing. We confirmed the validity of a Forster resonance energy transfer (FRET) network, which was constructed by arranging fluorescence molecules, for optical encoding. Nano-mediators were implemented using DNA nano-structures, and experimental results demonstrate their function in multiplexed molecular sensing. We also investigated application of molecular-optical information transform, and showed its effectiveness in extending observable time duration in fluorescence tumor imaging.

Free Research Field

情報フォトニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、光による分子センシング／イメージングにおいて、大容量の分子情報を効率的に取得するという重要な課題を克服する上で有用な、光と分子のサイズおよび情報量のギャップを埋める方法論を提示し、その可能性を示している。さらなる技術の洗練により、さまざまな分子が関わる生命現象の解明などに寄与することが期待される。また、エネルギー移動のネットワークを情報操作に活用する事例としても位置付けられ、ナノスケールの情報科学技術の進展にも有意義であると考える。