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糖鎖および糖誘導体を認識する高感度細胞検出センサの開発

研究課題

研究課題/領域番号 26790024
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 ナノバイオサイエンス
研究機関東京大学

研究代表者

加治佐 平  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (00643123)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2014年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード電界効果トランジスタ / フェニルボロン酸 / 糖鎖 / サッカライド / 分子認識ゲル
研究実績の概要

細胞表面に存在する糖鎖および細胞内外に存在するATPを高感度かつラベルフリーに検出することで,細胞検出センサの構築を目指した.そのために界効果トランジスタ(FET)を用いて,多様な構造の糖および糖誘導体を検出する実験を行った.最初にフェニルボロン酸自己組織化単分子膜をゲート電極近傍に形成させたサッカライドFETセンサによって,グルコースだけでなく他の単糖,二糖を検出感度数uMにおいて検出することに成功し,かつ糖の構造の差異による親和性の差異についてプロファイリングを行った.この成果は論文誌およびそのバックカバーにおいて掲載された(DOI: 10.1002/celc.201402305,DOI: 10.1002/celc.201402193).次にサッカライドFETセンサに糖基質特異性を付与するために,ゲート電極上にフェニルボロン酸分子を含む分子認識ゲルを配することで感度は維持しつつ,目的の糖のみを選択的に検出することに成功した.さらにATPを鋳型とする分子認識ゲルFETセンサを用いてグルコースやリボースには反応せず,AMPやATPにのみ電気的に検出することに成功したことから,細胞検出センサの開発への可能性が示唆された.また,糖の選択性を向上させるために,分子認識ゲルの組成を工夫することで最適化を行った.本検討は論文執筆中であり,2015年度に投稿予定である.最後に,サブuMオーダーの糖の検出を目指してFETゲート電極界面の構造を金ナノ粒子および構造を付与する検討を行った結果,ゲート表面における電荷密度の向上による数uMからの検出感度を達成することに成功した.以上の結果から,細胞表面に存在する細胞に特異的な糖鎖のみを高感度に検出できる可能性が示唆され,ガン細胞の微量検出など今後の実用展開が期待された.

報告書

(1件)
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Characterization of ion-sensitive extended-gate field effect transistor coated with functional self-assembled monolayer2015

    • 著者名/発表者名
      Taira Kajisa, Toshiya Sakata
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 54 号: 4S ページ: 04DL06-04DL06

    • DOI

      10.7567/jjap.54.04dl06

    • NAID

      210000145068

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fundamental Properties of Phenylboronic-Acid-Coated Gate Field-Effect Transistor for Saccharide Sensing2014

    • 著者名/発表者名
      Taira Kajisa, Toshiya Sakata
    • 雑誌名

      ChemElectroChem

      巻: 1 号: 10 ページ: 1647-1655

    • DOI

      10.1002/celc.201402305

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 分子認識ゲルを用いたサッカライド トランジスタによる選択的糖センシング2015

    • 著者名/発表者名
      加治佐 平, 坂田利弥
    • 学会等名
      第26回高分子ゲル討論会
    • 発表場所
      文京区、東京大学
    • 年月日
      2015-01-19 – 2015-01-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 分子鋳型をゲートとしたサッカライドトランジスタによる 選択的糖センシングの検討2014

    • 著者名/発表者名
      加治佐 平, 坂田利弥
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      札幌、北海道大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of ion sensitive extended-gate field effect transistor coated by functional self-assembled monolayer2014

    • 著者名/発表者名
      Taira Kajisa, Toshiya Sakata
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      つくば、つくば国際会議場
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 採取部及びバイオセンサ2014

    • 発明者名
      坂田利弥,加治佐 平,宮澤雄弥
    • 権利者名
      坂田利弥,加治佐 平,宮澤雄弥
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-06-23
    • 取得年月日
      2014-08-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2016-06-01  

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