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2012 年度 研究成果報告書

フォトニックDNAプロセッサの開発とその応用

研究課題

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研究課題/領域番号 22300103
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生体生命情報学
研究機関大阪大学

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)

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)
山田 憲嗣  大阪大学, 大学院・医学系研究科, 特任教授 (70364114)
連携研究者 山本 裕紹  徳島大学, 工学部, 講師 (00284315)
香川 景一郎  静岡大学, 電子工学研究所, 特任准教授 (30335484)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
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 / 生体生命情報学 / ナノマシン / 情報システム / 蛍光 / 光マニピュレーション
研究概要

ナノスケール領域で動作するセンサやアクチュエータ機能を有する極微小のプロセッサ -フォトニックDNAプロセッサ- を開発した.外部信号で起動と停止を制御可能な分子センサを搭載したプロトタイプを作製し,基本機能を実証した.プロセッサの機能を拡張するため,任意の論理演算を実装可能なDNAスキャッホルド論理を考案し,特性を明らかにした.また,液体マイクロリアクタの光操作による演算手法を構築した.暗号化画像分子メモリへの応用可能性を示した

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (21件)

  • [雑誌論文] A nanoscale set-reset flip-flop in fluorescence resonance energy transfer-based circuits2013

    • 著者名/発表者名
      T. Nishimura, Y. Ogura, and J. Tanida
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: Vol.6 ページ: 015201

    • DOI

      DOI:10.7567/APEX.6.015201

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluorescence resonance energy transfer-based molecular logic circuit using a DNA scaffold2012

    • 著者名/発表者名
      T. Nishimura, Y. Ogura, and J. Tanida
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: Vol.101 ページ: 233703

    • DOI

      DOI:10.1063/1.4769812

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reusable molecular sensor based on photonic activation control of DNA probes2012

    • 著者名/発表者名
      T. Nishimura, Y. Ogura, and J. Tanida
    • 雑誌名

      Biomedical Optics Express

      巻: Vol.3 ページ: 920-926

    • DOI

      DOI:10.1364/BOE.3.000920

    • 査読あり
  • [雑誌論文] フォトニックDNAナノマシン2012

    • 著者名/発表者名
      小倉裕介, 西村隆宏, 谷田 純
    • 雑誌名

      光 学

      巻: Vol. 41 ページ: 90-92

  • [雑誌論文] Optofluidic DNA computation based on optically manipulated microdroplets2012

    • 著者名/発表者名
      T. Nishimura, Y. Ogura, J. Tanida
    • 雑誌名

      Microfluidics and Nanofluidics

      巻: Vol. 13 ページ: 1-7

    • DOI

      DOI:10.1007/s10404-012-0934-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photonic nanoscale automaton based on photo-/heat-regulated DNA displacement reactions2012

    • 著者名/発表者名
      H. Sakai, Y. Ogura J. Tanida
    • 雑誌名

      International Journal of Unconventional Computing

      巻: Vol. 8 ページ: 207-220

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large-area manipulation of microdroplets by holographic optical tweezers based on a hybrid diffractive system2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Ogura, Y. Kazayama, T. Nishimura, J. Tanida
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: Vol.50 ページ: H36-H41

    • DOI

      DOI:10.1364/AO.50.000H36

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatially parallel control of DNA reactions in optically manipulated micro-droplets2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Ogura, T. Nishimura and J. Tanida
    • 雑誌名

      Journal of Nanophotonics

      巻: Vol. 5 ページ: 051702

    • DOI

      DOI:10.1117/1.3574171

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 液晶パネルを用いたセキュアディスプレイ2010

    • 著者名/発表者名
      山本裕紹
    • 雑誌名

      液晶

      巻: Vol. 14 ページ: 255-262

    • 査読あり
  • [雑誌論文] バイオインスパイヤードフォトニック情報技術2010

    • 著者名/発表者名
      谷田 純
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: Vol. 61 ページ: 786-791

  • [学会発表] 光活性型蛍光分子を用いた光入力型フリップフロップ2013

    • 著者名/発表者名
      西村隆宏, 小倉裕介, 山田憲嗣, 山本裕紹, 谷田純
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2013-03-29
  • [学会発表] Photonic Nanoscale Logic Using Fluorescence Resonance Energy Transfer on a DNA Scaffold2012

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Ogura, Takahiro Nishimura, Hirotsugu Yamamoto, Kenji Yamada, Jun Tanida
    • 学会等名
      in The Second Japan-Korea Workshop on Digital Holography and Information Photonics 2012
    • 発表場所
      Tokushima, Japan
    • 年月日
      2012-11-19
  • [学会発表] Computational multiplex imaging2012

    • 著者名/発表者名
      Jun Tanida
    • 学会等名
      in The Second Japan-Korea Workshop on Digital Holography and Information Photonics 2012
    • 発表場所
      Tokushima, Japan
    • 年月日
      2012-11-19
  • [学会発表] Hand-waving steganography by use of a high-speed LED display2012

    • 著者名/発表者名
      Hirotsugu Yamamoto, Syahmi Farhan, Kengo Sato, Shiro Suyama
    • 学会等名
      in The Second Japan-Korea Workshop on Digital Holography and Information Photonics
    • 発表場所
      Tokushima, Japan
    • 年月日
      2012-11-19
  • [学会発表] DNA scaffold logic: logic operation on molecular inputs using FRET cascades2012

    • 著者名/発表者名
      西村隆宏, 小倉裕介, 山田憲嗣, 山本裕紹, 谷田純
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2012-09-22
  • [学会発表] Functional molecular sensing using photonic DNA nano-processor2012

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Ogura, Takahiro Nishimura, Hirotsugu Yamamoto, Kenji Yamada, Jun Tanida
    • 学会等名
      in 1st International Workshop on Information Physics and Computing in Nano-scale Photonics and Materials
    • 発表場所
      Orleans, France
    • 年月日
      2012-09-07
  • [学会発表] Smart fold computing - A distributed approach to overcome diffraction limit of light2012

    • 著者名/発表者名
      Jun Tanida
    • 学会等名
      in 1st International Workshop on Information Physics and Computing in Nano-scale Photonics and Materials
    • 発表場所
      Orleans, France
    • 年月日
      2012-09-07
  • [学会発表] DNA logic circuit using fluorescence resonance energy transfer for signal cascade2012

    • 著者名/発表者名
      T. Nishimura, Y. Ogura, H. Yamamoto, K. Yamamda, and J. Tanida
    • 学会等名
      in 18th International Conference on DNA Computing and Molecular programmig
    • 発表場所
      Aarhus, Denmark
    • 年月日
      2012-08-14
  • [学会発表] 蛍光共鳴エネルギー移動を利用した分子入力・光出力論理回路の実装2012

    • 著者名/発表者名
      西村隆宏, 小倉裕介, 山田憲嗣, 山本裕紹, 谷田純
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2012-03-16
  • [学会発表] 深い被写界深度をもつ光・画像処理融合型複眼内視鏡システム2011

    • 著者名/発表者名
      香川景一郎
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2011-11-30
  • [学会発表] 蛍光共鳴エネルギー移動を利用したスキャフォールドDNA 論理演算2011

    • 著者名/発表者名
      西村隆宏, 小倉裕介, 山田憲嗣, 山本裕紹, 谷田 純
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会Optics & Photonics Japan 2011
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2011-11-29
  • [学会発表] 光とDNAの協調によるナノ情報処理2011

    • 著者名/発表者名
      小倉裕介, 西村隆宏, 酒井寛人, 山本裕紹, 山田憲嗣, 谷田 純
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2011
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2011-11-29
  • [学会発表] Secure Display by Use of Multiple Decoding Masks Based on Visual Cryptography2011

    • 著者名/発表者名
      H. Yamamoto, Shiro Suyama
    • 学会等名
      in 2011 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting
    • 発表場所
      Orlando, USA
    • 年月日
      2011-10-10
  • [学会発表] Bio-molecular sensing by use of DNA that can be activated and reset via photonic signals2011

    • 著者名/発表者名
      西村隆宏, 小倉裕介, 山本裕紹, 山田憲嗣, 谷田純
    • 学会等名
      第49回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      兵庫県立大学
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] A photonic DNA processor: concept and implementation2011

    • 著者名/発表者名
      T. Nishimura, Y. Ogura, K. Yamada, H. Yamamoto, J. Tanida
    • 学会等名
      SPIE Optics & Photonics 2011
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2011-08-23
  • [学会発表] Prototype demonstration of a photonic DNA processor: a photonically-controlled DNA nanomachine of sensing, computing, and actuating2011

    • 著者名/発表者名
      T. Nishimura, Y. Ogura, K. Yamda, H. Yamamoto, J. Tanida
    • 学会等名
      in 7th Annual Conference on Foundations of Nanoscience
    • 発表場所
      Snowbird, USA
    • 年月日
      2011-04-14
  • [学会発表] フォトニック DNA プロセッサプロトタイプの開発2011

    • 著者名/発表者名
      西村 隆宏,小倉 裕介,山田 憲嗣,山本 裕紹,谷田 純
    • 学会等名
      第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2011-03-27
  • [学会発表] 分子センサ機能を有する光制御型DNAナノマシン2010

    • 著者名/発表者名
      西村 隆宏,小倉 裕介,山田 憲嗣,山本 裕紹,谷田 純
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2010
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      2010-11-10
  • [学会発表] Nanoscale logic operation in optically manipulated micro-droplets2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Ogura, T. Nishimura, and J. Tanida
    • 学会等名
      in SPIE Optics & Photonics 2010
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2010-08-03
  • [学会発表] Photonic techniques for DNA manipulation toward nanoscale information processing2010

    • 著者名/発表者名
      J. Tanida
    • 学会等名
      in Workshop on DNA Nanotechnology toward Molecular Robotics
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2010-06-21
  • [学会発表] Operation of DNA Logic Gates by Optical Manipulation of DNA Microdroplets2010

    • 著者名/発表者名
      T. Nishimura, Y. Ogura, J. Tanida
    • 学会等名
      in The 7th International Conference on Optics-photonics Design and Fabrication
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2010-04-19

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公開日: 2014-08-29  

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