| 研究課題/領域番号 |
22300103
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
谷田 純 大阪大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (00183070)
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| 研究分担者 |
小倉 裕介 大阪大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (20346191)
香川 景一郎 大阪大学, 大学院・情報科学研究科, 特任准教授 (30335484)
山田 憲嗣 大阪大学, 大学院・医学系研究科, 特任准教授 (70364114)
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| キーワード | フォトニックDNAプロセッサ / DNAコンピュータ / 分子センサ / プロセッサグリッド / ナノ情報システム / 蛍光 / 液滴 / 光マニピュレーション |
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| 研究概要 |
本研究では、ナノスケール領域において、情報に対する論理的プロセッシングに加え、センサやアクチュエータを介した物理的プロセッシングを実行する極微小のプロセッサ(フォトニックDNAプロセッサ)を構築し、バイオ情報計測への適用によりその有効性と実用化への課題を明らかにする。本年度はプロトタイプ実証、アーキテクチャ検討、分子情報の操作技術開発など関して以下の成果を得た。
1.フォトニックDNAプロセッサプロトタイプとしてピンセット状のDNA構造体から構成される光制御型DNAナノマシンを構築した。光照射に従って特定分子の有無を検知し、その結果を蛍光信号により出力する一連の動作を実証した。
また、安定した繰り返し動作が可能であることも確認した。
2.フォトニックDNAプロセッサ間の協調動作を行うプロセッサグリッドを用いた暗号化画像分子メモリへの応用に関して、DNA反応の揺らぎを駆動力に利用する非同期セルラーオートマトンによる並列論理演算の適用を検討した。
3.対象分子系の情報をフォトニックDNAプロセッサに効率的に入力する機構として、光による入出力特性制御が可能なDNAの変換・増幅反応系を検討し、光制御や増幅の方式を個別に評価した。
4.分子状態検出法として検討を進めてきたDNAルーラを改良し、測定対象分子との反応効率を向上した。その結果、0nm~12nmの長さの7種類のDNA分子を対象とした測定において、複数の蛍光分子の蛍光スペクトル情報から長さと濃度の情報を得ることができた。
5.プロセッサ群の微小動作空間として利用する液滴を光制御するための方式として、ハイブリッド回折光学系に基づく液滴の並列マニピュレーション実験系を構築し、広い範囲で均一の操作性能が得られることを示した。
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