| 研究課題/領域番号 |
22K18988
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
中区分30:応用物理工学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
|---|
研究代表者 |
斎木 敏治 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (70261196)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
|
|---|
| キーワード | DNA / アミノ酸 / 表面増強ラマン散乱 / ナノポア / 相変化材料 / 金ナノ粒子 / タンパク分子 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
塩基・アミノ酸識別を可能とする光学的一分子シークエンサーや生体分子に対する力学的摂動による機能変調への応用を目指す研究である。水中にて金ナノ粒子二量体空隙に、DNAを捕捉したピコキャビティを形成し、一塩基分解能ラマン計測の再現性とラマン増強度の最大化を図る。さらに、相変化材料を成膜したナノポアに二量体をトラップし、相変化にともなう体積変化によって捕捉DNAへ力学的摂動を与え、理想的なピコキャビティ形成をアシストする。本手法の応用としてタンパク分子のコンフォメーション変化の分光的検出と力学的刺激による機能誘発を試みる。
|
| 研究成果の概要 |
金ナノ粒子表面に塩基分子を吸着させ、低pH下での塩基のプロトン化により二量体形成効率の向上を確認した。さらに、一塩基置換オリゴヌクレオチドを用いた水中一粒子ラマン計測により、二量体ホットスポット（ピコキャビティ）による一塩基分解能を実証した。続いて、ピコキャビティの力学的制御を目的として、相変化ナノポアを作製し、金ナノ粒子のナノポアへの誘導と捕捉を試みた。交流電界下での電熱流と電気浸透流により誘導の高効率化を実現した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生体一分子の捕捉、マニピュレーション、サブナノ分光分析を精密なチューニング機構のもとで実現するためのツール開発を目指した研究である。アダトムがDNA塩基と相互作用しながら相対位置を一方向にシフトする機構を考案できれば、光学的DNAシークエンサーとして完成し、プロテインシークエンサーも現実的となる。細胞内の混雑環境下にてタンパク分子の構造変化の分光的可視化や構造力学的作用と機能発現との相関の解明などに寄与する新たなツールとしての可能性も秘めている。
|
