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2012 年度 研究成果報告書

半導体/生体分子ナノ界面の構築と遺伝子トランジスタへの応用

計画研究

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研究領域ソフトインターフェースの分子科学
研究課題/領域番号 20106013
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
研究機関東京医科歯科大学 (2010-2012)
独立行政法人物質・材料研究機構 (2008-2009)

研究代表者

宮原 裕二  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (20360399)

研究分担者 松元 亮  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (70436541)
合田 達郎  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助手 (20588347)
前田 康弘  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 特任助教 (90574939)
研究期間 (年度) 2008 – 2012
キーワードバイオトランジスタ / スマートゲル / 含水率 / フェニルボロン酸
研究概要

FET法の課題は電気二重層(デバイ長)により規定される検出距離限界であり、これがタンパクや長鎖DNAの検出を難しくしている。これを克服する新たな「信号伝達素子」として「スマートゲル」と呼ばれる刺激応答性の高分子ゲルを用いた動的ナノ界面を開発し、その動作機序について実験、理論の両面から詳細を明らかとした。この中で、スマートゲルの含水率変化に同期して起こるゲート界面近傍での誘電率変化が信号変換原理として作用することを見いだした。これにより、従来法では原理的に不可能であった「デバイ長フリー」な分子検出や、電気的に中性な物質に対しても有効なFETに基づく分子検出法の開発に成功した。

  • 研究成果

    (36件)

すべて 2013 2012 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 学会発表 (20件) 図書 (9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Label-free Potentiometry for Detecting DNA Hybridization using Peptide Nucleic Acid and DNA Probes2013

    • 著者名/発表者名
      Tatsuro Goda, Ankit Balram Singi, Yasuhiro Maeda, Akira Matsumoto, Masaki Torimura, Hiroshi Aoki and Yuji Miyahara
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 13(2) ページ: 2267-2278

  • [雑誌論文] Preparation of alpha-Mannoside Hydrogel and Electrical Detection of Saccharide-protein Interactions using the Smart Gel-modified Gate Field Effect Transistor2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Maeda, Akira Matsumoto, Yoshiko Miura and Yuji Miyahara
    • 雑誌名

      Nanoscale Res. Lett

      巻: 7 ページ: 108

  • [雑誌論文] Chemical to Electrical Signal Transduction Synchronized with Smart Gel Volume Phase Transition2009

    • 著者名/発表者名
      Akira Matsumoto, N. Sato, T. Sakata, R. Yoshida, K. Kataoka, Y. Miyahara
    • 雑誌名

      Adv. Mater

      巻: 21 ページ: 4372-4378

  • [雑誌論文] Electrical Visualization of Chemo-mechanical Signal Transduction Using a Smart Gel Gate-modified Field Effect Transistor2009

    • 著者名/発表者名
      Akira Matsumoto; Takashi Endo; Ryo Yoshida; Yuji Miyahara
    • 雑誌名

      Chem. Commun

      巻: 37 ページ: 5609-5611

  • [雑誌論文] Label Free Carbohydrate Detection By Using Phenylboronic Acid Gate-Modified Field Effect Transistor2009

    • 著者名/発表者名
      Akira Matsumoto; Naoko Sato; Yuji Miyahara
    • 雑誌名

      Curr. Appl. Phys

      巻: 9 ページ: 214-217

  • [雑誌論文] Glucose-sensitive Field Effect Transistor Using Totally Synthetic Compounds2009

    • 著者名/発表者名
      Akira Matsumoto; Naoko Sato; Toshiya Sakata; Kazunori Kataoka; Yuji Miyahara
    • 雑誌名

      J. Solid State Electrochem

      巻: 13 ページ: 165-170

  • [学会発表] 半導体/生体分子ナノ界面の構築とバイオトランジスタへの応用2012

    • 著者名/発表者名
      宮原裕二、前田康弘、松元亮、合田達郎
    • 学会等名
      第7回ソフトインターフェースの分子科学公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2012-01-26
  • [学会発表] スマートゲルを信号変換層とするバイオトランジスタの創製2012

    • 著者名/発表者名
      前田康弘、松元亮、宮原裕二
    • 学会等名
      第24回高分子ゲル研究討論会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2012-01-12
  • [学会発表] Gel-based Field Effect Transistor for Lectin-detection2011

    • 著者名/発表者名
      前田康弘、松元亮、三浦佳子、宮原裕二
    • 学会等名
      The International Conference on Thin Films (ICTF15)
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府)
    • 年月日
      2011-11-09
  • [学会発表] ボロン酸を利用した生体計測とDDS2011

    • 著者名/発表者名
      松元亮
    • 学会等名
      「スマートバイオプロジェクト」セミナー
    • 発表場所
      関西大学(大阪府)
    • 年月日
      2011-10-20
  • [学会発表]2011

    • 著者名/発表者名
      前田康弘、遠藤貴士、松元亮、宮田隆志、吉田亮、宮原裕二
    • 学会等名
      The 3rd Asian Symposium on Advanced Materials (ASAM-3)
    • 発表場所
      九州大学(福岡)
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] 半導体/生体分子ナノ界面の構築とバイオトランジスタへの応用2011

    • 著者名/発表者名
      前田康弘、松元亮、宮原裕二、合田達郎
    • 学会等名
      ソフトインターフェースの分子科学第六回公開シンポジウム/第六回領域会議
    • 発表場所
      九州大学(福岡)
    • 年月日
      2011-07-29
  • [学会発表] 半導体とバイオの融合.バイオトランジスタの開発2011

    • 著者名/発表者名
      松元亮、宮原裕二
    • 学会等名
      半導体・集積回路技術シンポジウム
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2011-07-08
  • [学会発表] Hydrogel-modified field effect transistor for lectin recognition2010

    • 著者名/発表者名
      前田康弘、松元亮、三浦佳子、宮原裕二
    • 学会等名
      The 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2010-12-18
  • [学会発表] Glucose-responsive polymer gel as element for robust and self-regulated insulin delivery system2010

    • 著者名/発表者名
      松元亮、宮原裕二
    • 学会等名
      The 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2010-12-18
  • [学会発表] Bio-recognizing surface designs for bio-transistors2010

    • 著者名/発表者名
      松元亮、宮原裕二
    • 学会等名
      The 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2010-12-16
  • [学会発表] Hydrogel-based Field Effect Transistor for Lectin Detection2010

    • 著者名/発表者名
      前田康弘、松元亮、三浦佳子、宮原裕二
    • 学会等名
      Third International NanoBio Conference 2010
    • 発表場所
      ETH Zurich
    • 年月日
      2010-08-24
  • [学会発表] 半導体/生体分子ナノ界面の構築とバイオトランジスタへの応用2010

    • 著者名/発表者名
      前田康弘、松元亮、宮原裕二
    • 学会等名
      新学術領域研究「ソフトインターフェースの分子科学」第4回公開シンポジウム/第5回領域会議
    • 発表場所
      国立循環器病研究センター(大阪府)
    • 年月日
      2010-07-01
  • [学会発表] レクチン認識ソフト界面の創製とバイオトランジスタへの応用2010

    • 著者名/発表者名
      前田康弘、松元亮、三浦佳子、宮原裕二
    • 学会等名
      電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2010-06-18
  • [学会発表] 糖鎖シアル酸認識トランジスタの創製と非侵襲な細胞診断への応用2009

    • 著者名/発表者名
      松元亮
    • 学会等名
      電気学会E部門バイオ・マイクロシステム研究会
    • 発表場所
      東京工科大学、八王子キャンパス
    • 年月日
      2009-07-24
  • [学会発表] Debye length free field effect transistor by using smart gel volume phase transition2009

    • 著者名/発表者名
      松元亮
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Microtechnologies in Medicine and Biology
    • 発表場所
      Quebec City, Canada
    • 年月日
      2009-04-05
  • [学会発表] 半導体/生体分子を媒介する動的ナノ界面の構築と機能解析2009

    • 著者名/発表者名
      宮原裕二
    • 学会等名
      ソフトインターフェースの分子科学、第二回領域会議
    • 発表場所
      九州大学西新プラザ
    • 年月日
      2009-04-05
  • [学会発表] バイオトランジスタによる生体分子認識の検出2009

    • 著者名/発表者名
      宮原裕二
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会特別シンポジウム
    • 発表場所
      船橋
    • 年月日
      2009-03-30
  • [学会発表] バイオトランジスタによる生体分子認識の検出2009

    • 著者名/発表者名
      宮原裕二
    • 学会等名
      第5回ナノバイオ国際シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-02-18
  • [学会発表] Detection of Biomolecular Recognition Using Bio-transistors2009

    • 著者名/発表者名
      Yuji Miyahara
    • 学会等名
      International Life Surveyor Symposium
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-01-30
  • [学会発表] バイオトランジスタによる生体分子認識の検出2008

    • 著者名/発表者名
      宮原裕二
    • 学会等名
      日本分子生物学会シンポジウム
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-12-09
  • [図書] 薬物放出ゲル、食品・化粧品・医療分野へのゲルの応用2010

    • 著者名/発表者名
      松元亮、宮原裕二
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] バイオトランジスタの開発、現代化学2010

    • 著者名/発表者名
      松元亮、宮原裕二
    • 総ページ数
      54-58
    • 出版者
      東京化学同人
  • [図書] "drug releasing gel" in "application of gels in the fields of foods, drugs and medicine"2010

    • 著者名/発表者名
      Akira Matsumoto, Yuji Miyahara
    • 総ページ数
      240-245
    • 出版者
      NTS Inc
  • [図書] "bio-devices using using semiconductor technologies" in "Nanospace Materials"2009

    • 著者名/発表者名
      Akira Matsumoto, Yuji Miyahara
    • 総ページ数
      174-183
    • 出版者
      Frontier Publishing Co., Ltd.
  • [図書] "soft matter for bio-devices" in "soft matter"2009

    • 著者名/発表者名
      Akira Matsumoto, Yuji Miyahara
    • 総ページ数
      1, 222-232
    • 出版者
      Maruzen Co., Ltd.
  • [図書] "biomolecular detection chips by bio-transisotr" in "advanced bio/medical devices and equipments for health care"2009

    • 著者名/発表者名
      Akira Matsumoto, Yuji Miyahara
    • 総ページ数
      1, 3-12
    • 出版者
      CMC Publishing Co., Ltd.
  • [図書] genetic analysis based on field effect transistors, principle of bacterial detection: biosensors2008

    • 著者名/発表者名
      Yuji Miyahara, Toshiya Sakata, and Akira Matsumoto
    • 総ページ数
      14, 311-377
    • 出版者
      recognition receptors and microsystems
  • [図書] nanotechnology in bio-sensors

    • 著者名/発表者名
      Akira Matsumoto, Yuji Miyahara
    • 出版者
      Nonoscale(in press)
  • [図書] "biomolecule recognition chips using bio-transisotr" in "Handbook for practical use of biochips"

    • 著者名/発表者名
      Yuji Miyahara, Toshiya Sakata, Akira Matsumoto, Chiho Kataoka
    • 出版者
      NTS Inc.(in press)
  • [備考] 東京医科歯科大学宮原研空室

    • URL

      http://www.tmd.ac.jp/bsr/index.html

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公開日: 2014-08-29  

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