ゲーティングナノポアによる単分子流動制御技術の開発

• 研究課題/領域番号: 23681031
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 谷口 正輝 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (40362628)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 26,910千円 (直接経費: 20,700千円、間接経費: 6,210千円); 2013年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2012年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2011年度: 14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
• キーワード: ゲーティングナノポア / ナノポア / 単分子 / 流動制御 / 生体分子 / １分子科学 / １分子技術 / ＤＮＡシークエンサー / 単分子流動 / １分子解析技術 / トンネル伝導 / DNAシーケンサー / トンネル電流 / 1分子科学 / 1分子技術

研究概要

数ナノメートルの穴やチャネル内に配置された１対の電極間（ゲーティングナノポア構造）を通過する１分子のDNAとRNAの塩基配列を、１対の電極間を流れる電流を用いて、高い精度と速度で決定するためには、一定の速度で１分子を流す必要がある。本研究では、このナノ構造中を流れる１分子の速度を、電気的に制御するデバイス構造を開発し、１分子の速度制御の原理を構築するとともに、電圧で１分子の流れる速度を制御できることを実証した。

研究成果

• [雑誌論文] graphene/hexagonal boron nitride/graphene nanopore for electrical detection of single molecules (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. He, M. Tsutsui, S. Ryuzaki, K. Yokota, M. Taniguchi, T. Kawai
  • 雑誌名: NPG Asia Materials 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrications of insulator-protected nanometer-sized electrode gaps (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Arima, M. Tsutsui, T. Morikawa, K. Yokota, M. Taniguchi
  • 雑誌名: J. Appl.Phys 巻: 115 号: 11 ページ: 114310-114310
  • DOI: 10.1063/1.4869135
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonequilibrium Ionic Response of Biased Mechanically Controllable Break Junction (MCBJ) Electrodes (2014)
  • 著者名/発表者名: Kentaro DOI, Makusu TSUTSUI, Takahito OHSHIRO, Chih-Chun CHIEN, Michael ZWOLAK, Masateru TANIGUCHI, Tomoji KAWAI, Satoyuki KAWANO, and Massimiliano Di VENTRA
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 118 号: 7 ページ: 3758-3765
  • DOI: 10.1021/jp409798t
  • 査読あり
• [雑誌論文] Graphene/hexagonal Boron Nitride/Graphene Nanopore for Electrical Detection of Single Molecules (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. He, M. Tsutsui, S. Ryuzaki, K. Yokota, M. Taniguchi, and T. Kawai
  • 雑誌名: NPG Asia Materials 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of howsalt-gradient-induced charges affect the translocation of DNA molecules through a nanopore (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. He, M. Tsutsui, R. H. Scheicher, C. Fan, M. Taniguchi, T. Kawai
  • 雑誌名: Biophys. J 巻: 105 号: 3 ページ: 776-782
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2013.05.065
  • 査読あり
• [雑誌論文] Trapping and Identifying Single-Nanoparticles Using a Low-Aspect-Ratio Nanopore (2013)
  • 著者名/発表者名: Makusu TSUTSUI, Yoichi MAEDA, Yuhui HE, Sadato HONGO, Sou RYUZAKI, Satoyuki KAWANO, Tomoji KAWAI, and Masateru TANIGUCHI
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 103 号: 1 ページ: 23112-23112
  • DOI: 10.1063/1.4813084
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tracking Single-Particle Dynamics via Combined Optical and Electrical Sensing (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoya YUKIMOTO, Makusu TSUTSUI, Yuhui HE, Hirofumi SHINTAKU, Shoji TANAKA, Satoyuki KAWANO, Tomoji KAWAI, and Masateru TANIGUCHI
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 号: 1 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1038/srep01855
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermophoretic manipulation of DNA translocation through nanopores (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. He, M.Tsutsui, R. H. Scheicher, F. Bai, M. Taniguchi, T. Kawai
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 7 号: 1 ページ: 538-546
  • DOI: 10.1021/nn304914j
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNA capture in nanopores forgenome sequencing : challenges and opportunities (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. He, M. Tsutsui, M. Taniguchi, T. Kawai
  • 雑誌名: J. Mater. Chem 巻: 22 号: 27 ページ: 13423-13427
  • DOI: 10.1039/c2jm31495a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transverse electric field dragging of DNA in a nanochannel (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Tsutsui, Y. He, M. Furuhashi, S.Rahong, M. Taniguchi, T. Kawai
  • 雑誌名: Sci. Rep 巻: 2 号: 1 ページ: 394-394
  • DOI: 10.1038/srep00394
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlling DNA translocation through gate modulation of nanopore wall surface charges (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. He, M. Tustsui, C. Fan, M. Taniguchi, T. Kawai
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 5 号: 7 ページ: 5509-5518
  • DOI: 10.1021/nn201883b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-Molecule Sensing Electrode Embedded in-plane Nanopore (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoji Kawai
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 1 号: 1 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1038/srep00046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gate manipulation of DNA capture into nanopores (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. He, M. Tustsui, C. Fan, M. Taniguchi, T. Kawai
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 5 号: 10 ページ: 8391-8397
  • DOI: 10.1021/nn203186c
  • 査読あり
• [学会発表] Single molecule sequencing (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Taniguchi
  • 学会等名: Pioneer Workshop 2014 on nanopore and nanofluidics – Physics and application as Biodevices
  • 発表場所: 大阪大学 産業科学研究所 (大阪府茨木市)
  • 年月日: 2014-02-07
  • 招待講演
• [学会発表] Single molecule electrical sensing technologies (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Taniguchi
  • 学会等名: The 17th SANKEN International Symposium-Joined with The 2nd International Symposiumu of Nano-Micro Materials, Devices, and System Research Alliance Project
  • 発表場所: 大阪大学 銀杏会館 (大阪府吹田市)
  • 年月日: 2014-01-21
  • 招待講演
• [学会発表] ゲーティングナノポアを用いた DNA シークエンサー (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 2013年真空・表面科学合同講演会 第33回表面科学学術講演会 第54回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場 (茨城県つくば市)
  • 年月日: 2013-11-26
  • 招待講演
• [学会発表] Single molecule electrical sequencing of DNA and microRNA (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都府京都市)
  • 年月日: 2013-10-28
  • 招待講演
• [学会発表] Single molecule electrical sequencing of DNA and RNA (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Taniguchi
  • 学会等名: APS March Meeting 2013
  • 発表場所: Baltimore Convention Center (Maryland, USA)
  • 年月日: 2013-03-21
  • 招待講演
• [学会発表] 1分子科学を用いるバイオナノデバイス (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 東北大学通研/阪大産研 研究交流会
  • 発表場所: 大阪大学産業科学研究所 (大阪府茨木市)
  • 年月日: 2013-03-15
• [学会発表] 1分子シークエンサーの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: (独)産業技術総合研究所 ナノシステム研究部門 講演会
  • 発表場所: (独)産業技術総合研究所 (茨城県つくば市)
  • 年月日: 2013-02-25
  • 招待講演
• [学会発表] Tunneling nanopore /nanochannel for next generation DNA (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Taniguchi
  • 学会等名: Pioneer Workshop on Nanopore
  • 発表場所: Seoul National University (Seoul, SouthKorea)
  • 招待講演
• [学会発表] tunneling nanopore / nanochannel for next generation DNA (2013)
  • 著者名/発表者名: Masateru Taniguchi
  • 学会等名: Pioneer Workshop on Nanopore
  • 発表場所: Hoam Faculty House, Seoul National Univ.(Seoul, South Korea)
  • 招待講演
• [学会発表] 1分子科学と1分子デバイス (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 第6回有機π電子系シンポジウム
  • 発表場所: 道後温泉 茶波瑠(愛媛県松山市)
  • 年月日: 2012-12-14
  • 招待講演
• [学会発表] 1分子を解析するナノポアデバイス (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 学術振興会174委員会 第40回研究会
  • 発表場所: 京都テルサ(京都府京都市)
  • 年月日: 2012-09-28
  • 招待講演
• [学会発表] 1分子エピゲノム解析技術の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 大阪大学 蛋白質研究所セミナー エピゲノム解析の新技術とエピジェネティクス制御機構の新展開
  • 発表場所: 大阪大学 蛋白質研究所(大阪府吹田市)
  • 年月日: 2012-09-27
  • 招待講演
• [学会発表] ナノポアデバイスの1分子科学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 文部科学省・科学研究費補助金・新学術領域研究「ソフトインターフェースの分子科学」 第3回ソフトインターフェースの分子科学ワークショップ「ソフト界面と計測・センシング」
  • 発表場所: 東京医科歯科大学 湯島キャンパス ( 東京都千代田区)
  • 年月日: 2012-08-08
  • 招待講演
• [学会発表] Next-next generation DNA sequencing system for single molecules (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Taniguchi
  • 学会等名: 阪大産研・imec 国際シンポジウム 2012 imec ・Handai International Symposium 2012
  • 発表場所: 大阪大学 産業科学研究所 (大阪府茨木市)
  • 年月日: 2012-06-05
• [学会発表] Single-molecule electrical sequencing using gating nanopores (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Taniguchi
  • 学会等名: 2nd Next Generation Sequencing
  • 発表場所: Hyatt Harborside (Boston, MA, USA)
  • 年月日: 2012-05-30
  • 招待講演
• [学会発表] 1分子ナノポアシークエンシング技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 第6回日本エピジェネティック研究会
  • 発表場所: 国立情報学術研究所 学術総合センター(東京都千代田)
  • 年月日: 2012-05-15
  • 招待講演
• [学会発表] Single molecule electrical sequencing of DNA and RNA (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Taniguchi
  • 学会等名: International Symposium on Nanobiotechnology meets Holonic Commuication
  • 発表場所: Nagoya University (Aichi)
  • 年月日: 2012-03-23
  • 招待講演
• [学会発表] Single Molecule Electrical Sequencing of DNA and RNA (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Taniguchi
  • 学会等名: International Symposium on Nanobiotechnology meets Holonic Commuication
  • 発表場所: Nagoya University (Aichi)(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-23
• [学会発表] Single-molecule electrical sequencing technology (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Taniguchi
  • 学会等名: The 15th SANKEN International Symposium 2012, The 10th SANKEN Nanotechnology Symposium
  • 発表場所: Osaka University (Osaka)
  • 年月日: 2012-01-12
  • 招待講演
• [学会発表] Single-Molecule Electrical Sequencing Technology (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Taniguchi
  • 学会等名: The 15th SANKEN International Symposium 2012, The 10th SANKEN Nanotechnology Symposium
  • 発表場所: Osaka University (Osaka)(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-12
• [学会発表] ゲーティングナノポアによる1分子 DNA シークエンシング (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 日本分析化学会第61年会 シンポジウム
  • 発表場所: 金沢大学 角間キャンパス (石川県金沢市)
  • 招待講演
• [学会発表] ゲーティングナノポアによる1分子DNAシークエンシング (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷口 正輝
  • 学会等名: 日本分析化学会第61年会 シンポジウム
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス(〒920-1192 金沢市角間町)
  • 招待講演
• [学会発表] Third-generation DNA sequencing technology using single-molecule analysis (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Taniguchi
  • 学会等名: China-japan Joint Symposium on Current and Future Molecular Electronics
  • 発表場所: Nanjing University (China)
  • 年月日: 2011-10-25
  • 招待講演
• [学会発表] Third-Generation DNA Sequencing Technology Using Single-Molecule Analysis (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Taniguchi
  • 学会等名: China-japan Joint Symposium on Current and Future Molecular Electronics
  • 発表場所: Nanjing University (China)(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-25
• [学会発表] Development of gating nanopores for next-next DNA sequencing using mechanically controllable break-junctions (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Taniguchi
  • 学会等名: American Society of Mechanical Engineers, The Japan Society of Mechanical Engineers, and Korean Society of Mechanical Engineers, Joint Fluid Engineering Conference 2011
  • 発表場所: ACT City Congress Center (Hamamatsu)
  • 年月日: 2011-07-25
  • 招待講演
• [学会発表] Development of Gating Nanopores for Next-next DNA Sequencing Using Mechanically Controllable Break-junctions (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Taniguchi
  • 学会等名: American Society of Mechanical Engineers, The Japan Society of Mechanical Engineers, and Korean Society of Mechanical Engineers, Joint Fluid Engineering Conference 2011
  • 発表場所: ACT City Congress Cneter (Hamamatsu)(招待講演)
  • 年月日: 2011-07-25
• [学会発表] Single Molecule Sequencing
  • 著者名/発表者名: Masateru Taniguchi
  • 学会等名: Pioneer Workshop 2014 on nanopore and nanofluidics – Physics and application as Biodevices
  • 発表場所: 大阪大学産業科学研究所 楠本会館
  • 招待講演
• [学会発表] １分子接合の物性
  • 著者名/発表者名: 谷口 正輝
  • 学会等名: 第11回京都大学福井謙一記念研究センターシンポジウム
  • 発表場所: 京都大学 福井謙一記念研究センター
  • 招待講演
• [学会発表] Single Molecule Electrical Sensing Technologies
  • 著者名/発表者名: Masateru Taniguchi
  • 学会等名: The 17th SANKEN International Symposium --- Joined with The 2nd International Symposiumu of Nano-Micro Materials, Devices, and System Research Alliance Project
  • 発表場所: 大阪大学銀杏会館
  • 招待講演
• [学会発表] ゲーティングナノポアを用いたDNAシークエンサー
  • 著者名/発表者名: 谷口 正輝
  • 学会等名: 2013年真空・表面科学合同講演会 第33回表面科学学術講演会 第54回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 招待講演
• [学会発表] １分子科学の未来戦略
  • 著者名/発表者名: 谷口 正輝
  • 学会等名: 大阪大学 産業科学研究所 第 69 回学術講演会
  • 発表場所: 大阪大学産業科学研究所 管理棟講堂
• [学会発表] Single Molecule Electrical Sequencing of DNA and microRNA
  • 著者名/発表者名: 谷口 正輝
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 招待講演
• [学会発表] 1分子ナノポアシークエンシング技術
  • 著者名/発表者名: 谷口 正輝
  • 学会等名: 第６回日本エピジェネティック研究会
  • 発表場所: 国立情報学術研究所（学術総合センター）（東京都千代田区一ツ橋2-1-2）
  • 招待講演
• [学会発表] Single-Molecule Electrical Sequencing Using Gating Nanopores
  • 著者名/発表者名: Masateru Taniguchi
  • 学会等名: 2nd Next Generation Sequencing
  • 発表場所: Hyatt Harborside(101 Harborside Drive, Boston, MA 02128, USA)
  • 招待講演
• [学会発表] Next-next Generation DNA Sequencing System for Single Molecules
  • 著者名/発表者名: Masateru Taniguchi
  • 学会等名: 阪大産研・imec 国際シンポジウム 2012 imec・Handai International Symposium 2012
  • 発表場所: 大阪大学 産業科学研究所講堂
• [学会発表] ナノポアデバイスの１分子科学
  • 著者名/発表者名: 谷口 正輝
  • 学会等名: 文部科学省・科学研究費補助金・新学術領域研究「ソフトインターフェースの分子科学」 第3回ソフトインターフェースの分子科学ワークショップ「ソフト界面と計測・センシング」
  • 発表場所: 東京医科歯科大学 湯島キャンパス 歯学部特別講堂（東京都千代田区神田駿河台2-3-10）
  • 招待講演
• [学会発表] １分子エピゲノム解析技術の開発
  • 著者名/発表者名: 谷口 正輝
  • 学会等名: 大阪大学 蛋白質研究所セミナー エピゲノム解析の新技術とエピジェネティクス制御機構の新展開
  • 発表場所: 大阪大学 蛋白質研究所 講堂（吹田市山田丘）
  • 招待講演
• [学会発表] １分子を解析するナノポアデバイス
  • 著者名/発表者名: 谷口 正輝
  • 学会等名: 学術振興会174委員会 第４０回研究会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都市南区九条下殿田町70番地）
  • 招待講演
• [学会発表] １分子科学と１分子デバイス
  • 著者名/発表者名: 谷口 正輝
  • 学会等名: 第６回有機π電子系シンポジウム
  • 発表場所: 道後温泉 茶波瑠（ちゃはる）（愛媛県松山市）
  • 招待講演
• [学会発表] １分子シークエンサーの開発
  • 著者名/発表者名: 谷口 正輝
  • 学会等名: (独）産業技術総合研究所 ナノシステム研究部門 講演会
  • 発表場所: (独）産業技術総合研究所 産総研つくば中央２－１２（OSL棟） 203-6（2階第6会議室）
  • 招待講演
• [学会発表] １分子科学を用いるバイオナノデバイス
  • 著者名/発表者名: 谷口 正輝
  • 学会等名: 東北大学通研／阪大産研 研究交流会
  • 発表場所: 大阪大学産業科学研究所 ナノテク棟 ６階 輪講室
• [学会発表] Single Molecule Electrical Sequencing of DNA and RNA
  • 著者名/発表者名: Masateru Taniguchi
  • 学会等名: APS March Meeting 2013
  • 発表場所: Baltimore Convention Center (Baltimore, Maryland, USA)
  • 招待講演
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.bionano.sanken.osaka-u.ac.jp