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バイオマーカー等の分子検出には、これまでクロマトグラフィー法やELISA法などが行われてきたが、早期疾病診断のためのバイオマーカー分子の検出感度は未だ不十分であった。本研究では、金ナノ粒子を用いた分子検出法の高感度化を目指している。本年度は、様々な分子検出系確立のために、サンドイッチ型の分子認識によるシグナル増幅型金ナノ粒子カロリメトリックセンサーを開発した。2つのDNAプローブを利用するセンサーシステムを設計し、モデルターゲットタンパク質としてトロンビンを用いた。サンドイッチ型のターゲット認識をトリガーとするプローブ間の二重鎖形成に続くDNA伸長反応によりRNAプロモーター二重鎖を形成させることで、RNAポリメラーゼによる繰り返しのRNA合成を行った。得られた一本鎖RNAをシグナルとして、金ナノ粒子の分散または凝集へ変換することで、色調変化型のセンサーを構築した。これまでのシグナル増幅機構を有する金ナノ粒子カロリメトリックセンサーは、主にリガンドとしてアプタマーを用いて、ターゲット分子との相互作用によるアプタマーの構造変化を利用する機構であった。本研究において、設計したセンサーシステムの妥当性が示されたことから、リガンドの構造変化を必要としない新たなシグナル増幅型金ナノ粒子カロリメトリックセンサーの可能性が示された。さらにセンサーシステムの測定感度を向上させるために、transcription-reverse transcription concerted reaction (TRC反応) を利用した指数関数的なシグナル増幅方法を応用し、10倍以上の高感度化に成功した。
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