2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of an integrated circuit using DNA as an operator mounted on coordinate axes and the application for parallel computing method
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26420315
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| Research Institution | The University of Kitakyushu |
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Principal Investigator |
礒田 隆聡 北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (70284544)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | MEMS / DNA / 素子 / 集積 / 並列計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
膨大な組み合わせの中から1つの解を特定する方法としてDNA塩基配列を演算素子に利用する並列計算手法がある。本研究では①電子回路中の任意の座標に、任意の塩基配列のDNA断片を配列する新手法を開発する。座標指定で配列したDNA断片は1塩基の違いで特定のDNAを認識し、デバイス上で電気信号に変換される。最終目標として②DNA並列計算で得られる複数のDNA断片から、特定の解を判定するDNA並列計算素子の実証化を行う。
初年度は①のデバイス作製の要素技術の開発を集中的に実施した。このステージでは当初予定した手法では集積化が困難であることが判明し、集積化の見直しの必要性があると結論した。そこで感光性樹脂とタンパク集積材料をコンポジットしたタンパクパターニング法の検討を行った。しかしこの方法では、タンパクのパターニングの精度がタンパク集積材料の大きさに依存するため、最小解像度が50マイクロメートルと精度が低いことが判明した。このように初年度はDNAの集積化のための課題点が抽出され、これを整理してデバイスの設計方針を見直すことにした。
そこで2年目はDNAより取り扱いやすいタンパクを用いて、DNAが基板上にどのような条件で集積化できるか模擬的に確認するためのモデル実験の確立を行った。また集積したタンパクに結合した抗体の電気的検出法の確立を行い、DNAが基板上で塩基を認識するモデル実験の確立を行った。両者のモデル系での実験は概ね確立できた。
最終年度は2年目の要素技術の結果を基に、タンパクの基板上への直接集積化法とその集積化度、ならびに電気的検出法の調査を行い、DNA集積化ための要素技術の確立、ならびにその特許出願を実施した。
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