| 研究概要 |
二重らせんの塩基対の重なりを介して分子構造内で電子(またはホール)移動が起こることが明らかになったが、マイクロメートルサイズのDNA、さらにDNAを構成するナノサイズの塩基配列の導電性に関する情報を取得するには、ナノサイズのギャップを持つ電極の作製が必要となる。そこで本研究では、一本鎖プローブDNAをバインダーとして、その両側に金ナノ粒子を結合させ、粒子間にナノスケールのギャップを形成し、一本鎖プローブDNAによるブリッジは微視的に絶縁性であるが、相補的なターゲットDNA存在下で二重らせんを形成することにより導電性を発現することを利用し、このとき生じる微小な電気抵抗変化をナノギャップにより高感度に検出することで、新しいDNA検出法の開発を目指した。電極基板の作製とナノ粒子固定化に関する検討を行い、絶縁性基板にイオンスパッタまたは真空蒸着法により正負一対のマイクロ電極を作製し、電極ギャップにナノ粒子を固定することでナノギャップを持つセンサ電極を作製した。また、その電極の電気的、分光学的特性評価、表面観察を行った。その結果、最適条件下では50nmの粒径を持つ金ナノ粒子が単層で二次元に配列した様子が観察された。センサ電極へのDNAの固定化とセンシング特性評価を行い、相補鎖を滴下したときの電気抵抗変化がミスマッチを持つDNAを滴下したときよりも格段に大きくなることがわかった。これらの成果について、学術誌(米国電気化学会Journal of Electrochemical Society誌,王立化学会Chemical Communications誌, Electroanalysis誌)への掲載、国内外学会(日本分析化学会、電気化学会、国際電気材料会議など)での発表を行った。
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