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DNAの2本鎖形成(ハイブリダイゼーション)を利用したDNA検出に基づく微生物計測システムを構築し、環境評価への適用を図ることを目的として、水晶振動子を用いたセンシング技術を検討した。まず、生物圏に広く存在する硝酸細菌(Nitrobacter)および大腸菌(Esherichia coli)を対象として、それぞれの16S rDNA(菌種の識別に適した特徴的な塩基配列を有するDNA)を検出するためにプローブDNAを水晶振動子の表面に導入した。水晶振動子表面へのプローブDNAの導入は末端にR-S-S-基を有するプローブDNAと水晶振動子の金電極表面との共有結合反応によって行った。発振周波数の減少によって水晶振動子表面にプローブDNAが導入されたことを確認したのち、この水晶振動子を用いて、導入されたプローブDNAと相補的な塩基配列を有するターゲットDNAとのハイブリダイゼーションを試み、発振周波数の減少からターゲットDNAの結合量を求めた。基本周波数21MHzの水晶振動子を用いた場合、大腸菌を対象としたプローブDNAの導入によって139Hzの周波数減少が観測され、この結果からプローブDNAの導入量は7.4×10^<-9>g(8.7×10^<-13>mol)と決定された。ついで、ターゲットDNAとのハイブリダイゼーションを行ったところ、87Hzの周波数減少が観測され、ターゲットDNAの結合量は4.6×10^<-9>g(6.0×10^<-13>mol)であることがわかった。この値は水晶振動子の表面に導入されたプローブDNAの量に対してmol換算で約70%に相当するが、ハイブリダイゼーションにおいて予想される立体障害を勘案すれば妥当な結果と考えられる。このことから、水晶振動子表面に導入したプローブDNAとのハイブリダイゼーションによってターゲットDNAが検出できたものと判断した。
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