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フェロセンπ共役DNA-電極ナノコンタクト系の電気物性評価

研究課題

研究課題/領域番号 20027005
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関富山大学

研究代表者

井上 将彦  富山大学, 大学院・医学薬学研究部(薬学), 教授 (60211752)

研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
2009年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2008年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワードDNA / フェロセン / チオール / 電極 / 連結官能基 / 電荷輸送
研究概要

テーラー・メイド医療の実現に向け、さまざまな生体分子を担持させた電気化学検出用チップが精力的に開発されている。それら検出用チップの多くは、生体分子の導電性をはじめその詳細な検出機構がブラックボックスのまま、盲目的に研究現場で使用されている。そこで本研究では、研究実施者が開発したDNA連結金電極を利用して、電極上にリンクしたDNAが示す電気物性を実験的に明らかにすることを目指した。特に電極界面における電荷輸送機構を精査し、ナノリンク分子の電気的特性を詳細に評価した。さらに、判明したメカニズムを活用し、生体分子の電気伝導性を詳細に評価できるシステムの創製を目指すとともに、有用な応用展開を試みた。
本年度は前年度に引き続き、金電極上にSAM形成したDNAが示す電荷輸送機構の調査を行った。CVを利用したいくつかの検証を行った結果、DNA二重鎖の柔軟性に起因してフェロセンユニットが電極表面に近づき、電極と直接電荷の授受をする機構(Elastic Bendingモデル)であることが判明した。さらに、完全マッチ二重鎖と一塩基ミスマッチニ重鎖の柔軟性が異なり、その差をSWV測定でアウトプットすることで、電気化学的SNPs検出を行っていたことを明らかにした。
続いて判明したメカニズムを活用し、SNPsジェノタイピングや塩基欠損・挿入多型の検出へと展開した。2電位応答を利用することでSNPsジェノタイピングを、また、バルジ二重鎖を利用することで塩基欠損・挿入多型の電気化学的検出を達成した。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Exotic DNAs Made of Nonnatural Bases and Natural Phosphodiester Bonds2010

    • 著者名/発表者名
      Chiba, J., Inouye, M.
    • 雑誌名

      Chem.Biodivers. 7

      ページ: 259-282

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Specific Induced Circular Dichroism and Enhanced B to Z Transitions of Duplexes Stabilized by Chromophore-Linked Alkynylnucleoside Residues2010

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto, K., Aizawa, S., Oota, I., Chiba, J., Inouye, M.
    • 雑誌名

      Chem.-Eur.J. 16

      ページ: 2401-2406

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of Mismatched Duplexes by Synchronizing the Pulse Potential Frequency of Ferrocene/Isoquinoline Conjugate-Connected DNA Probes Immobilized onto Electrodes2009

    • 著者名/発表者名
      Ikeda, R., Kobayashi, S., Chiba, J.Inouye, M.
    • 雑誌名

      Chem.-Eur.J. 15

      ページ: 4822-4828

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical Genotyping by Using Ferrocene/Isoquinoline-Connected DNA Probes with Different Redox Potentials on a Single Electrode2009

    • 著者名/発表者名
      Ikeda, R., Kitagawa, S., Chiba, J.Inouye, M
    • 雑誌名

      Chem.-Eur.J. 15

      ページ: 7048-7051

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo- and Electrochemical Properties of Novel 7-Substituted Naphthyridine Derivatives2009

    • 著者名/発表者名
      Chiba, J., Doi, Y., Inouye, M.
    • 雑誌名

      Heterocycles 79

      ページ: 411-415

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of Mismatched Duplexes by Synchronizing Pulse Potential Frequency with Dynamics of Ferrocene/Isoquinoline Conjugate-Connected DNA Probes Immobilized onto Electrodes2009

    • 著者名/発表者名
      Reona Ikeda, Sakie Kobayashi, Junya Chiba, Masahiko Inouye
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal (印刷中)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ホスト・ゲスト錯体の会合・解離を化学刺激として利用するDNAナノ構造の超構造制御2010

    • 著者名/発表者名
      千葉順哉、山田類悟、酒井あゆみ、藤本和久、井上将彦
    • 学会等名
      分子ナノシステムの創発化学第1回公開シンポジウム
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] フェロセン連結DNAプローブ二重鎖の柔軟性を利用したDNA欠損・挿入多型の電気化学的検出2010

    • 著者名/発表者名
      赤石あゆみ、千葉順哉、井上将彦
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] フェロセン連結DNAの金電極上における分子ダイナミクスとパルス電位周波数の同調に基づくSNPs検出2009

    • 著者名/発表者名
      千葉順哉、井上将彦
    • 学会等名
      日本薬学会北陸支部第120回例会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2009-07-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] アルキニルひヌクレオチドのみからなるExotic DNA2009

    • 著者名/発表者名
      井上将彦、千葉順哉
    • 学会等名
      09-1 高分子学会講演会(招待講演)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-07-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] On-Chip Detection of Single-Nucleotide Polymorphism by Synchronizing Pulse Potential Frequency with the Dynamics of Electrochemical DNA Probes2009

    • 著者名/発表者名
      Inouye, M.
    • 学会等名
      The 12^<th> International Symposium on Traditional Medicine (Invited Lecture)
    • 発表場所
      富山
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] フェロセン連結DNAのダイナミクスとパルス電位周波数の同調に基づく2電位応答SNPタイピング2009

    • 著者名/発表者名
      千葉順哉、池田怜男奈、北川哲、井上将彦
    • 学会等名
      第24回生体機能関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] イソキノリンを導入したフェロセン連結DNAプローブのダイナミクスに基づくDNA欠損・挿入多型の電気化学検出2009

    • 著者名/発表者名
      赤石あゆみ、千葉順哉、井上将彦
    • 学会等名
      第24回生体機能関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 電気化学活性DNAプローブのダイナミクスとパルス電位周波数の同調に基づくDNA欠損・挿入多型の検出2009

    • 著者名/発表者名
      赤石あゆみ、千葉順哉、井上将彦
    • 学会等名
      平成21年度有機合成化学北陸セミナー
    • 発表場所
      富山
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 電極固定DNAプローブ分子のダイナミクスとパルス電位周波数の同調に基づくSNPs検出2009

    • 著者名/発表者名
      小林沙希絵, 池田怜男奈, 千葉順哉, 井上将彦
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      千葉県船橋市
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 異なる応答電位を持つDNAプローブのパルス電位周波数の同調に基づくSNPタイピング2009

    • 著者名/発表者名
      池田怜男奈, 千葉順哉, 井上将彦
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      千葉県船橋市
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 柔軟性の変化を電気化学的センシングに利用したDNAアプタマーの開発2008

    • 著者名/発表者名
      赤石あゆみ, 池田怜男奈, 千葉順哉, 井上将彦
    • 学会等名
      第20回生体機能関連化学若手の会サマースクール
    • 発表場所
      宮城県白石市
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 一本鎖で金電極に固定した電気化学活性DNAにおける電荷移動機構2008

    • 著者名/発表者名
      池田怜男奈, 千葉順哉, 井上将彦
    • 学会等名
      第3回バイオ関連化学合同シンポジウム
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 電気化学活性フェロセン修飾DNAにおける電荷移動機構2008

    • 著者名/発表者名
      小林沙希絵, 池田怜男奈, 千葉順哉, 井上将彦
    • 学会等名
      平成20年度有機合成化学北陸セミナー
    • 発表場所
      福井県坂井市
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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