2010 Fiscal Year Annual Research Report
シリコン集積センサ構造リポソームインタクト固定化バイオセンサ技術の安定化・高度化
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22360144
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
野田 実 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (20294168)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島内 寿徳 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (10335383)
山下 馨 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (40263230)
寒川 雅之 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (70403128)
福澤 理行 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (60293990)
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| Keywords | マイクロ・ナノデバイス / ナノバイオ / バイオデバイス / リポソーム / 固定化 / バイオセンサ / 漏れ電流 / インピーダンス |
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| Research Abstract |
本年度申請研究では前回科研(基盤B2007-2009)から進めてきたリポソームバイオセンシング技術・センサの精度・性能を一層向上、安定化させるとともに、リポソーム系バイオ材料を基盤としたタンパク質等重要バイオ分子の検出・動的挙動の評価を一層進展させてきた。さらに、新しい検知原理(特に電子デバイス工学観点に基づく)を構築していくことにも注力した。
その結果、特にリポソーム固定化漏れ電流センサにて、1)タンパク質変性剤の新規適用によりリポソーム・タンパク質間相互作用を1-2桁強増大(感度向上)できた。2)センサ出力の各種依存性(固定化リボソーム液滴体積、リポソーム濃度、対象タンパク質濃度)と検知安定性の関係、安定性最適化の指針が得られた。3)科研費新規導入設備によるセンサ検出部固定化バイオ液滴形成用プロセスの開発-液滴の定量制御(μLオーダー)、液滴形状格段安定化に着手、進展できた。さらに新しい検知原理としてリボソーム固定化バイオ(高周波:0.1G-数十GHz帯)インピーダンスセンサ(複数構造)の考察設計、試作、評価を行った結果、0.1M-100MHz(0.1GHz)までのインピーダンスセンサではCole-Coleプロット評価が有効であり上記各種依存性(固定化リポソーム液滴体積、リポソーム濃度、対象タンパク質濃度)をRC(抵抗-容量)電気等価回路解析から半定量的に検出する状況に至った。
0.1G-20GHzの領域ではプレーナ線路構造での高周波線路透過損失、位相シフト量がバイオ液滴の誘電率変化に対応して変化することが3次元電磁界解析とSパラメータ実測から判明し、両者は定量的にもほぼ対応した。
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