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2013 Fiscal Year Annual Research Report

シクロデキストリン-フェロセン相互作用による均一溶液中での電流増加型遺伝子検出

Research Project

Project/Area Number 24750071
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

佐藤 しのぶ  九州工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80510677)

Keywords電気化学遺伝子検出 / フェロセン / シクロデキストリン / インターカレータ / ナフタレンジイミド / DNA
Research Abstract

DNA固定化電極を利用しない電気化学的遺伝子検出法の開発は、簡易型リアルタイムPCRの開発等において重要である。β-シクロデキストリン(CyD)に包接されたフェロセンは、その包接が解除されると電位のシフトと電流増加を示す。本研究では、この特性を利用して均一溶液中で電流増加型DNA検出を志向した検出システムを構築する。DNA検出の指示薬として、フェロセンとβ-CyDを単一の分子内に有するDNAインターカレータを合成し、これらとDNAとの相互作用解析および均一溶液中におけるDNAの電気化学的検出について検討する。
平成25年度は平成24年度までに合成した化合物2のリンカーをさらに短縮化し、分子内および分子間によるフェロセンとCyD相互作用の解消を目指した化合物3を設計、合成した。化合物3単独でのモルフォフォジー変化としてUV-Visスペクトル、CDスペクトル、電気化学特性について評価した。これらの結果より、化合物3単独ではフェロセンとCyDが包摂錯体を形成していることが示された。これは予想通りであった。また、化合物3とDNAのストップトフロー分光光度計による速度論解析では、2本鎖DNAからの化合物3の解離速度定数は化合物2のそれよりも4倍大きく、DNA上での包接錯体の解消が示唆された。
最後に、化合物3による均一溶液中での電気化学的遺伝子検出を試みた。PCRによってhTERT遺伝子の1部配列の121 bpの領域を増幅した。10 μM 化合物3を含む電解液中で様々な濃度 (0-2.0 nM)のPCR産物存在下で電気化学測定を行った。その結果、0.33 Vと0.44 Vのピークが観察された。これらのピーク電流はPCR産物濃度に応じて電流値が増加した。現在、0.05 nMのPCR産物の検出に成功し、化合物2の検出下限1.0 nMと比較すると、二本鎖DNAの検出能がおよそ20倍向上した。

  • Research Products

    (10 results)

All 2013 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Electrochemical DNA duplex detection by an intercalation-triggered decomplexation of ferrocene with β-cyclodextrin2013

    • Author(s)
      Hirotomo Takenaka, Shinobu Sato & Shigeori Takenaka
    • Journal Title

      Electroanalysis

      Volume: 25 Pages: 1827-1830

    • DOI

      10.1002/elan.201300211

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrochemical RNase A detection using the electrode immobilized with ferrocenyl deoxyribooligonucleotide containing cytidine ribonucleotide as its target2013

    • Author(s)
      Shinobu Sato & Shigeori Takenaka
    • Journal Title

      Electroanalysis

      Volume: 25 Pages: 1652-1658

    • DOI

      10.1002/elan.201300126

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Naphthalene diimide carrying two cysteine termini at both imide linkers as a molecular staple2013

    • Author(s)
      Shinobu Sato, Kosuke Yamamura & Shigeori TakenakaShinobu Sato, Kosuke Yamamura & Shigeori TakenakaShinobu Sato, Kosuke Yamamura & Shigeori TakenakaShinobu Sato, Kosuke Yamamura & Shigeori Takenaka
    • Journal Title

      Electroanalysis

      Volume: 25 Pages: 1831-1839

    • DOI

      10.1002/elan.201300209

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Synthesis of novel ferrocenylnaphthalene diimide carrying β-cyclodextrinas electrochemical gene detection2013

    • Author(s)
      Saori Yagawa, Yuta Umeda, Shinobu Sato, Shigeori Takenaka
    • Organizer
      第40回国際核酸化学シンポジウム(ISNAC2013)
    • Place of Presentation
      神奈川大学(横浜)
    • Year and Date
      20131113-20131115
  • [Presentation] フェロセン化ナフタレンジイミドとシクロデキストリンによる均一溶液中での電流増加型DNA検出の試み2013

    • Author(s)
      竹中大豊, 佐藤しのぶ, 竹中繁織
    • Organizer
      日本分析化学会 第62年会
    • Place of Presentation
      近畿大学東大阪キャンパス(大阪)
    • Year and Date
      20130910-20130912
  • [Presentation] フェロセンとβ-シクロデキストリンを有するナフタレンジイミドによる超分子複合体形成を利用した電気化学的遺伝子検出2013

    • Author(s)
      佐藤しのぶ(他3名)
    • Organizer
      ナノ学会第11回大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学百年記念館(東京)
    • Year and Date
      20130606-08
  • [Presentation] β-シクロデキストリンを有するフェロセン化ナフタレンジミドFNCを利用した遺伝子検出の開発2013

    • Author(s)
      梅田雄太, 佐藤しのぶ, 竹中繁織
    • Organizer
      日本分析化学会 第73回分析化学討論会
    • Place of Presentation
      北海道大学函館キャンパス(北海道)
    • Year and Date
      20130518-20130519
  • [Presentation] 「Improvement of preference for double stranded DNA of naphthalene diimide carrying ferrocene and β-cyclodextrin and its application to gene detection coupled with DNA probe-immobilized electrode2013

    • Author(s)
      Yuta Umeda, Shinobu Sato, Shigeori Takenaka
    • Organizer
      3rd International Conference on Bio-Sensing Technology
    • Place of Presentation
      Sitges (Spain)
    • Year and Date
      20130512-20130515
  • [Remarks] 竹中研究室研究発表2013

    • URL

      http://takenaka.che.kyutech.ac.jp/2013/conf2013.html

  • [Remarks] 竹中研究室研究論文2013

    • URL

      http://takenaka.che.kyutech.ac.jp/2013/pub2013.html

URL: 

Published: 2015-05-28  

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