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2023 年度 実績報告書

DNAセンシング用電界効果トランジスタ

研究課題

研究課題/領域番号 22KF0384
配分区分基金
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

HILL Jonathan  国立研究開発法人物質・材料研究機構, ナノアーキテクトニクス材料研究センター, グループリーダー (30421431)

研究分担者 KILINC VOLKAN  国立研究開発法人物質・材料研究機構, ナノアーキテクトニクス材料研究センター, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
キーワードDNA sensing / DNA oFET / DNA data storage / nanoporous DNA layer
研究実績の概要

A novel sensing method for detecting specific DNA sequences was developed and proposed as a technique for developing DNA-based random access memory (DNA-RAM). The method involves preparation of DNA-modified field effect transistor (DNA-FET) using organic semiconductors as the transistor element. The DNA-FET is based on a co-planar Au-gated fully organic transistor appended with short single-stranded DNA (ssDNA) probes bearing a blocking molecule to prevent partial hybridization and achieve perfect selectivity for short length DNA. The active layer has a DNA nanopore/nanopillar architecture which promotes device performance by facilitating hybridization. Analysis of device topography and transconductance indicate higher binding site accessibility for this specific structure leading to stronger discrimination in the physical retrieval of short length ssDNA. Based on the simple concept and excellent scalability, the DNA-FET presented here addresses the problems inherent in the random-access of data storage encountered to date in the related DNA systems. In connected work, it was discovered that dye-modified DNA can self-assemble into unique pod structures with densely packed DNA.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Nanoporous Dna Field Effect Transistor with Potential for Random‐Access Memory Applications: A Selectivity Performance Evaluation2024

    • 著者名/発表者名
      Kilinc Volkan、Hayakawa Ryoma、Yamauchi Yusuke、Wakayama Yutaka、Hill Jonathan P.
    • 雑誌名

      Advanced Sensor Research

      巻: 3 ページ: -

    • DOI

      10.1002/adsr.202300176

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] DNA-FET for Sensitive and Selective DNA Detection2023

    • 著者名/発表者名
      Kilinc, Volkan
    • 学会等名
      Biosensors
    • 国際学会
  • [産業財産権] DNA検知基板及びそれを備えたFET型DNAセンサ、並びに、DNA 検知基板の製造方法2023

    • 発明者名
      V. Kilinc, J. Hill, Y. Wakayama
    • 権利者名
      国立研究開発法人物質・材料研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-214717

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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