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DNA-金ナノ粒子・ハイブリッドによる高機能ナノ組織体の構築

公募研究

研究領域融合マテリアル:分子制御による材料創成と機能開拓
研究課題/領域番号 23107531
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関関西大学

研究代表者

大矢 裕一  関西大学, 化学生命工学部, 教授 (10213886)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
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)
2012年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2011年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードDNA / 金ナノ粒子 / ナノテクノロジー / 自己組織化 / ナノ配線 / DNAオリガミ / 動的構造変化 / プラズモン共鳴 / DNA
研究実績の概要

DNAナノ構造を骨格・足場として,金ナノ粒子(AuNP)などのナノメタルを配列化させ,その構造による特異な性質の発現や,DNAナノ構造体の構造変化などを利用した機能素材の開発について以下のように検討した。
1.アルカンチオール被覆AuNPの両極部分に選択的にオリゴDNAを結合させた二価型AuNP/DNA結合体の自己組織化を利用して,AuNPの一次元,二次元配列化を行った。特に本年度は,これまでの問題点であったAuNP/DNA結合体およびその組織体の収率向上に関する検討を行った。電気泳動や密度勾配遠心法を用いてAuNP/DNA結合体を精製し,組織体構築の効率・収率を高める検討を行ったが,顕著な向上は見られなかった。また,DNAを介してAuNPが結合していることを確認するために,粒径の異なるAuNPからなるヘテロ組織体を作成し,透過型電子顕微鏡(TEM)観察を行ったところ,ほぼ設計通りの構造が観測され,DNAを介してAuNPが組織構造を形成していることが確認された。
2.我々はこれまでに標的分子を認識するなどして動的に構造を変化させるDNAオリガミ構造体(DNAペンチおよびDNAオリガミBox) の作成にも成功している。この動的DNA構造体上にAuNPを配列化させると,その動的な構造変化をプラズモン共鳴などの現象で検出することが可能となる。本年度は,AuNPが結合したDNAペンチおよびDNAオリガミBoxの設計と作成を行い,その構造をTEMで確認することに成功した。
本研究で開発した手法は,特異な性質を示す新しい有機(生体分子,DNA)-無機(金属,AuNP)が融合したナノテクノロジー材料を構築する方法として次世代ナノテクノロジーの要素技術として非常に有用である。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (33件)

  • [雑誌論文] Formation of 1D and 2D Gold Nanoparticle Arrays by Divalent DNA-Gold Nanoparticle Conjugates2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohya, N. Miyoshi, M. Hashizume, T. Tamaki, T. Uehara, S. Shingubara, A. Kuzuya
    • 雑誌名

      Small

      巻: 8 号: 15 ページ: 2335-2340

    • DOI

      10.1002/smll.201200092

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DNA Nanostructures as Scaffolds for Metal Nanoparticles2012

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kuzuya
    • 雑誌名

      Polym. J.

      巻: 44 号: 6 ページ: 452-460

    • DOI

      10.1038/pj.2012.38

    • NAID

      10030598426

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clear-cut Observation of PNA Invasion using Nanomechanical DNA Origami Devices.2012

    • 著者名/発表者名
      T. Yamazaki
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 48 号: 92 ページ: 11361-11363

    • DOI

      10.1039/c2cc36358e

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanomechanical DNA Origami Device as Versatile Molecular Sensors2012

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kuzuya
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE NEMS 2012

      ページ: 405-408

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] DNA Nanostructures as Scaffolds for Metal Nanoparticles

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kuzuya
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: (印刷中)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 可動式DNA オリガミのナノスイッチングデバイスへの応用2013

    • 著者名/発表者名
      橋爪未来
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会(2013)
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 放射状に二重らせんが配列した円盤状DNAナノ構造体の構築2013

    • 著者名/発表者名
      戒能誠史
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会(2013)
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Construction of Organized Gold Nanoparticle Arrays Using DNA Nanostructures2012

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Ohya
    • 学会等名
      Small Sciences Symposium
    • 発表場所
      Mandarin Orchard, Singapore
    • 年月日
      2012-12-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] DNA Sudare: A Nano-Sized Wrapper2012

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kuzuya
    • 学会等名
      The 39th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya, Japan
    • 年月日
      2012-11-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Construction of 1D and 2D Gold Nanoparticle Arrays Using DNA Nanostructures2012

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Ohya
    • 学会等名
      The 39th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya, Japan
    • 年月日
      2012-11-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 2価型DNA-金ナノ粒子コンジュゲートを利用したDNA-金ナノ粒子・融合ナノマテリアルの構築2012

    • 著者名/発表者名
      橋爪未来
    • 学会等名
      第61回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 二重らせん間にスペーサーを挿入した新規DNA Origami類縁体ーDNA Sudare2012

    • 著者名/発表者名
      葛谷明紀
    • 学会等名
      第6回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2012-09-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] DNA origami法の活用によるナノメートルサイズのバネ状構造体の構築2012

    • 著者名/発表者名
      橋爪未来
    • 学会等名
      第6回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2012-09-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Formation of 1D and 2D Gold Nanoparticle Arrays Using Divalent DNA/AuNP Conjugates2012

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Ohya
    • 学会等名
      244th ACS National Meeting Exposition
    • 発表場所
      Pennsylvania Convention Center, Philadelphia, USA
    • 年月日
      2012-08-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] DNA Sudare a Relaxed DNA Origami Assembly2012

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kuzuya
    • 学会等名
      9th Annual Conference on the Foundations of Nanoscience
    • 発表場所
      The Cliff Lodge, Salt Lake City, USA
    • 年月日
      2012-04-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 可動式DNA origami構造体のpHセンサーへの応用2012

    • 著者名/発表者名
      山中優誠
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県)
    • 年月日
      2012-03-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 4つの駆動点を有する新規な可動式DNA origami構造体の構築2012

    • 著者名/発表者名
      南田信哉
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県)
    • 年月日
      2012-03-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] DNAナノ構造体で機能する新規ケミカルライゲーション法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      北脇悠介
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県)
    • 年月日
      2012-03-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Construction of 1D Gold Nanoparticle Array Using DNA2012

    • 著者名/発表者名
      Mirai Hashizume
    • 学会等名
      Softinterface Mini-Symposium on Biomaterials Science in Tsukuba (SIMS2012)
    • 発表場所
      University of Tsukuba (Ibaraki, Japan)
    • 年月日
      2012-03-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Nanomechanical DNA Origami Devices as Versatile Molecular Sensors2012

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kuzuya
    • 学会等名
      7^<th> Annual IEEE International Conference Nano/Micro Engineered and Molecular Systems (IEEE-NEMS 2012)
    • 発表場所
      Kyoto University (Kyoto, Japan)
    • 年月日
      2012-03-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] アロステリック制御によりナノメカニカルDNAオリガミデバイスのゲスト結合能は増大する2011

    • 著者名/発表者名
      葛谷明紀
    • 学会等名
      第14回生命化学研究会
    • 発表場所
      ラフォーレ南紀白浜(和歌山県)
    • 年月日
      2011-12-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Construction of AuNP Arrays Using Divalent DNA/AuNP Conjugates2011

    • 著者名/発表者名
      Mirai Hashizume
    • 学会等名
      The 1^<st> International Symposium on Fusion Materials
    • 発表場所
      Toba Hotel International (Mie, Japan)
    • 年月日
      2011-11-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Nanomechanical DNA Origami Devices as Single-Molecule Beacons2011

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kuzuya
    • 学会等名
      The 38th International Symposium on Nucleic Acid Chemistry (ISNAC2011)
    • 発表場所
      Hokkaido University (Hokkaido, Japan)
    • 年月日
      2011-11-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of DNA Oligo-Catenanes by Template Assisted Catenation2011

    • 著者名/発表者名
      Masami Hamano
    • 学会等名
      The 38th International Symposium on Nucleic Acid Chemistry (ISNAC2011)
    • 発表場所
      Hokkaido University (Hokkaido, Japan)
    • 年月日
      2011-11-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 2価型DNA-金ナノ粒子ハイブリッドを利用したナノ組織構造形成2011

    • 著者名/発表者名
      大矢裕一
    • 学会等名
      第60回高分子討論会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      2011-09-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] DNA自己組織化を利用したオリゴカテナンの合成2011

    • 著者名/発表者名
      濱野栄美
    • 学会等名
      第60回高分子討論会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      2011-09-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] DNAのモチーフ構造を利用した金ナノ粒子の直線的配列化2011

    • 著者名/発表者名
      橋爪未来
    • 学会等名
      第5回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城)
    • 年月日
      2011-09-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ナノメカニカルDNAオリガミデバイスのアロステリック構造制御による高感度単分子検出2011

    • 著者名/発表者名
      葛谷明紀
    • 学会等名
      第5回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城)
    • 年月日
      2011-09-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Enzymatic Synthesis of DNA Oligo-Catenanes by Template Assisted Strategy2011

    • 著者名/発表者名
      Masami Hamano
    • 学会等名
      6<th> International Symposium In Science and Technology at Kansai University 2011
    • 発表場所
      Kansai University (OSAKA)
    • 年月日
      2011-08-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Nanomechanical DNA Origami Devices for the Visual Detection of Various Chemical Targets in Single-Molecule Manner2011

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kuzuya
    • 学会等名
      6^<th> International Symposium In Science and Technology at Kansai University 2011
    • 発表場所
      Kansai University (OSAKA)
    • 年月日
      2011-08-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] DNAを用いた金ナノ粒子アレイの構築2011

    • 著者名/発表者名
      大矢裕一
    • 学会等名
      第21回バイオ・高分子シンポジウム
    • 発表場所
      関西大学(大阪府)
    • 年月日
      2011-07-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] モチーフ構造を利用したDNA二重鎖に沿った金ナノ粒子の配列化2011

    • 著者名/発表者名
      橋爪未来
    • 学会等名
      第21回バイオ・高分子シンポジウム
    • 発表場所
      関西大学(大阪府)
    • 年月日
      2011-07-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] テンプレート支援法によるDNAオリゴカテナンの酵素合成2011

    • 著者名/発表者名
      浜野栄美
    • 学会等名
      第21回バイオ・高分子シンポジウム
    • 発表場所
      関西大学(大阪府)
    • 年月日
      2011-07-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Construction of Gold Nanoparticle Array Using DNAs2011

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Ohya
    • 学会等名
      6th International Symposium on Macrocyclic and Supramolecular Chemistry
    • 発表場所
      University of Sussex (Brighton, UK)
    • 年月日
      2011-07-04
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Construction of DNA Self-Organization Toward Molecular Electronics2011

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Ohya
    • 学会等名
      Collaborative Conference on 3D & Materials Research
    • 発表場所
      Ramada Plaza Jeju Hotel (Jeju, South Korea)(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] DNA-金ナノ粒子・ハイブリッドによる高機能ナノ組織体の構築2011

    • 著者名/発表者名
      大矢裕一
    • 学会等名
      融合マテリアル平成23年第1回合同班会議
    • 発表場所
      福岡ガーデンパレス(福岡県)
    • 年月日
      2011-06-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 本数を制御してDNAを結合した金ナノ粒子を用いた金ナノ粒子連鎖の配列および経常制御2011

    • 著者名/発表者名
      玉置拓也
    • 学会等名
      第90回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      大阪国際会議場(大阪府)
    • 年月日
      2011-05-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ナノ配線としての応用を目指したDNAの自己組織化による金ナノ粒子配列化2011

    • 著者名/発表者名
      橋爪未来
    • 学会等名
      第60回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      大阪国際会議場(大阪府)
    • 年月日
      2011-05-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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