| 研究課題/領域番号 |
19K22955
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分90:人間医工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
池袋 一典 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 卓越教授 (70251494)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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| キーワード | 気相中の分子認識 / アプタマー / 水晶振動子 / ガス検出 / 水滴中の蛋白質の気相での検出 / DNAアプタマー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、気相中で分子認識できるDNAアプタマーを設計・開発することを目的とする。気相中でのアプタマーによるガス分子認識を、水晶振動子や電界効果トランジスタ(FET)等で検出する。例えば、水晶振動子の表面にジニトロフェノールに結合するDNAアプタマーを固定化し、水晶振動子に交流電圧を印加すると、規則正しく振動する。DNAアプタマーにパーミエーターによりガス状にした標的分子が結合すると、振動数が変化する。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、気相中で分子認識できるDNAアプタマーを設計・開発することを目的とした。現在、金属酸化物センサー等が、気相中のガス分子検出に用いられているが、特定のガス分子を特異的に検知できない。DNAは気相中でも水中での構造を維持している可能性があり、優れた分子認識能を持つDNAアプタマーは、気相中でも3次元構造を維持し、標的分子を認識できる可能性がある。そこで、気相中でのアプタマーによるガス分子認識を、アプタマーを固定化した水晶振動子で検出した。インドールが結合すると、振動数が変化し、メチル基一つを余分に有するスカトールに対しては振動数の変化を観察できなかった。特異的な検出に成功したといえる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ガス分子を特異的に検出することができれば、疾病の早期診断や覚醒剤検知やテロ対策に極めて有効である。しかし現在、異なるガスをパターン解析により区別するシステムは開発されているが、特定のガス分子を、気相中で特異的かつ高感度に検出できるセンシングシステムは開発されていない。本研究では気相中で分子認識できると予想されるDNAアプタマーを水晶振動子に固定化して、香料として汎用されている、インドール、スカトールの検出を試み、構造が類似しており、わずかメチル基一つの差しかない両者を明確に区別できる水晶振動子の振動数変化を観察した。まだ報告例のない、気相中の分子認識の最初の例として意義は大きい。
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