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2023 年度 研究成果報告書

磁性カーボンナノ粒子の光発熱効果を利用した高効率 PCR 法の開発

研究課題

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研究課題/領域番号 21K03921
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分19020:熱工学関連
研究機関東洋大学

研究代表者

森本 久雄  東洋大学, 理工学部, 教授 (00385957)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードPCR / ナノ粒子 / 光発熱効果
研究成果の概要

磁性カーボンナノ粒子の光発熱効果を利用した PCR 法を開発した.本手法では,鉄のコアを炭素で被覆したナノ粒子を反応溶液中に分散させ PCR を行う.ナノ粒子表面の炭素の層は近赤外光を吸収して発熱する.本研究では,近赤外光の照射によって溶液を内部から加熱し,PCR を行うために必要な温度変化,いわゆる温度サイクリングをより高速で行うことに成功した.本手法による 3 段階 PCR では,従来法に比べて副産物が少ないことがわかった.またナノ粒子のコアは鉄であるため,磁石を用いて反応溶液から回収することができる.本研究では,回収したナノ粒子を再利用して PCR を行う事にも成功した.

自由記述の分野

複雑流体,ソフトマター科学,バイオ・ナノ融合科学技術

研究成果の学術的意義や社会的意義

PCR は分子遺伝学,生理学,法医学などの研究において用いられ,また食品検査や医学的検査における基本技術として広く利用されている.特に現在では新型コロナウィルス感染症の診断技術の一つとして良く知られている.本研究では磁性カーボンナノ粒子の光発熱効果を利用した温度サイクリング法を開発し,これにより従来に比べより高速で PCR を行うことに成功した.また3段階 PCR では,副産物量が従来法に比べて少ないという結果が得られた.本研究成果は PCR の高効率化,高精度化に貢献するものであり,今後 PCR が用いられている上記広範な分野への応用化が期待される.

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公開日: 2025-01-30  

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