2014 Fiscal Year Annual Research Report
ＤＮＡ鋳型ナノワイヤを利用した血液検査デバイスの開発
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23300168
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
安田 隆 九州工業大学, 生命体工学研究科, 教授 (80270883)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ナノワイヤ / DNA / 金属被覆 / マイクロ流路 / 静電配向 / DNA分解酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
長さ2μmの1本鎖DNAの中央部に相補的なプライマーをハイブリダイゼーションさせることで1本鎖と2本鎖が複合したDNAを形成し、スピンコートを用いてマイカ基板上に伸長固定した。そして、両末端に還元基を有するナフタレンジイミドを2本鎖間に挿入し、還元基を2本鎖DNAの周囲のみに配列させた。次に、銀イオンを含むトレンス試薬を導入し、2本鎖DNA近傍の銀イオンを還元することで、銀を2本鎖DNAの表面のみに析出させ、DNAを部位特異的に金属被覆した。AFMによりこれを観察したところ、1本鎖部の外径は約1.5nmであり金属被覆操作後に大きな変化が見られなかったのに対して、2本鎖部は金属被覆操作後に約5nmまで太くなっていることが分かった。
ガラス基板上に間隔1μmの1組の金電極を作製し、1本鎖／2本鎖DNA複合体を静電配向により電極間に伸長固定した。次に、上記の方法を用いて、DNAを部位特異的に金属被覆した。金属被覆前後の電極間のインピーダンスを周波数100Hz～10MHzの範囲で計測し複素平面上にプロットしたところ、金属被覆によりDNAのインピーダンスが低下していることが分かった。電極間の等価回路を導出し、インピーダンス減少率を定量的に評価した。
金属被覆DNAを用いて、心筋梗塞などの診断マーカであるDNA分解酵素（DNase）の測定を行った。マイクロ流路内の電極間に複数本のDNAを伸長固定した後にDNase溶液を導入し反応させると、1本鎖部が切断され電極から剥離し本数が減少する。これに伴う電極間のインピーダンスの増加率からDNase濃度を定量化できる。この時、DNAを部分的に金属被覆することで、切断前のインピーダンスが小さくなり切断前後のインピーダンス変化が大きくなるため、高感度化を期待できる。実際に、DNase濃度と電極間のインピーダンス増加率に正の相関があることを実証した。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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