ゲーティングナノポアによる単分子流動制御技術の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23681031
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 谷口 正輝 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (40362628)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: ゲーティングナノポア / ナノポア / 単分子 / 流動制御 / 生体分子 / １分子科学 / １分子技術

研究概要

数ナノメートルの穴やチャネル内に配置された１対の電極間（ゲーティングナノポア構造）を通過する１分子のDNAとRNAの塩基配列を、１対の電極間を流れる電流を用いて、高い精度と速度で決定するためには、一定の速度で１分子を流す必要がある。本研究では、このナノ構造中を流れる１分子の速度を、電気的に制御するデバイス構造を開発し、１分子の速度制御の原理を構築するとともに、電圧で１分子の流れる速度を制御できることを実証した。

研究成果

• [雑誌論文] graphene/hexagonal boron nitride/graphene nanopore for electrical detection of single molecules (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. He, M. Tsutsui, S. Ryuzaki, K. Yokota, M. Taniguchi, T. Kawai
  • 雑誌名: NPG Asia Materials 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrications of insulator-protected nanometer-sized electrode gaps (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Arima, M. Tsutsui, T. Morikawa, K. Yokota, M. Taniguchi
  • 雑誌名: J. Appl.Phys 巻: 115 ページ: 114310(1-5)
  • DOI: 10.1063/1.4869135
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonequilibrium ionic response of biased mechanically controllable break junction (MCBJ) electrodes (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Doi, M. Tsutsui, T. Ohshiro, C. -C. Chien, M. Zwolak, M. Taniguchi, T.Kawai, S. Kawano, M. Di Ventra
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 118 ページ: 3758–3765
  • DOI: 10.1021/jp409798t
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of howsalt-gradient-induced charges affect the translocation of DNA molecules through a nanopore (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. He, M. Tsutsui, R. H. Scheicher, C. Fan, M. Taniguchi, T. Kawai
  • 雑誌名: Biophys. J 巻: 105 ページ: 776-782
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2013.05.065
  • 査読あり
• [雑誌論文] Trapping and identifying single-nanoparticles using a low-aspect-ratio nanopore (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Tsutsui, Y. Maeda, Y. He, S. Hongo, S. Ryuzaki, S. Kawano, T. Kawai, M. Taniguchi
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 103 ページ: 013108(1-5)
  • DOI: 10.1063/1.4813084
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tracking single-particle dynamics via combined optical and electrical sensing (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Yukimoto, M. Tsutsui, Y. He, H. Shintaku, S. Tanaka, S. Kawano, T. Kawai, M. Taniguchi
  • 雑誌名: Sci. Rep 巻: 3 ページ: 1855(1-7)
  • DOI: 10.1038/srep01855
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermophoretic manipulation of DNA translocation through nanopores (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. He, M.Tsutsui, R. H. Scheicher, F. Bai, M. Taniguchi, T. Kawai
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 7 ページ: 538-546
  • DOI: 10.1021/nn304914j
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNA capture in nanopores forgenome sequencing : challenges and opportunities (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. He, M. Tsutsui, M. Taniguchi, T. Kawai
  • 雑誌名: J. Mater. Chem 巻: 22 ページ: 13423-13427
  • DOI: 10.1039/c2jm31495a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transverse electric field dragging of DNA in a nanochannel (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Tsutsui, Y. He, M. Furuhashi, S.Rahong, M. Taniguchi, T. Kawai
  • 雑誌名: Sci. Rep 巻: 2 ページ: 394(1-7)
  • DOI: 10.1038/srep00394
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlling DNA translocation through gate modulation of nanopore wall surface charges (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. He, M. Tustsui, C. Fan, M. Taniguchi, T. Kawai
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 5 ページ: 5509-5518
  • DOI: 10.1021/nn201883b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-molecule sensing electrode embedded in-plane nanopore (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Tustsui, S. Rahong, Y. Iizumi, T.Okazaki, M. Taniguchi, T. Kawai
  • 雑誌名: Sci. Rep 巻: 1 ページ: 46(1-6)
  • DOI: 10.1038/srep00046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gate manipulation of DNA capture into nanopores (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. He, M. Tustsui, C. Fan, M. Taniguchi, T. Kawai
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 5 ページ: 8391-8397
  • DOI: 10.1021/nn203186c
  • 査読あり
• [学会発表] Single molecule sequencing (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Taniguchi
  • 学会等名: Pioneer Workshop 2014 on nanopore and nanofluidics – Physics and application as Biodevices
  • 発表場所: 大阪大学 産業科学研究所 (大阪府茨木市)
  • 年月日: 2014-02-07
  • 招待講演
• [学会発表] Single molecule electrical sensing technologies (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Taniguchi
  • 学会等名: The 17th SANKEN International Symposium-Joined with The 2nd International Symposiumu of Nano-Micro Materials, Devices, and System Research Alliance Project
  • 発表場所: 大阪大学 銀杏会館 (大阪府吹田市)
  • 年月日: 2014-01-21
  • 招待講演
• [学会発表] Tunneling nanopore /nanochannel for next generation DNA (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Taniguchi
  • 学会等名: Pioneer Workshop on Nanopore
  • 発表場所: Seoul National University (Seoul, SouthKorea)
  • 年月日: 20130221-23
  • 招待講演
• [学会発表] ゲーティングナノポアを用いた DNA シークエンサー (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 2013年真空・表面科学合同講演会 第33回表面科学学術講演会 第54回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場 (茨城県つくば市)
  • 年月日: 2013-11-26
  • 招待講演
• [学会発表] Single molecule electrical sequencing of DNA and microRNA (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都府京都市)
  • 年月日: 2013-10-28
  • 招待講演
• [学会発表] Single molecule electrical sequencing of DNA and RNA (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Taniguchi
  • 学会等名: APS March Meeting 2013
  • 発表場所: Baltimore Convention Center (Maryland, USA)
  • 年月日: 2013-03-21
  • 招待講演
• [学会発表] 1分子科学を用いるバイオナノデバイス (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 東北大学通研/阪大産研 研究交流会
  • 発表場所: 大阪大学産業科学研究所 (大阪府茨木市)
  • 年月日: 2013-03-15
• [学会発表] 1分子シークエンサーの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: (独)産業技術総合研究所 ナノシステム研究部門 講演会
  • 発表場所: (独)産業技術総合研究所 (茨城県つくば市)
  • 年月日: 2013-02-25
  • 招待講演
• [学会発表] ゲーティングナノポアによる1分子 DNA シークエンシング (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 日本分析化学会第61年会 シンポジウム
  • 発表場所: 金沢大学 角間キャンパス (石川県金沢市)
  • 年月日: 20120919-21
  • 招待講演
• [学会発表] 1分子科学と1分子デバイス (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 第6回有機π電子系シンポジウム
  • 発表場所: 道後温泉 茶波瑠(愛媛県松山市)
  • 年月日: 2012-12-14
  • 招待講演
• [学会発表] 1分子を解析するナノポアデバイス (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 学術振興会174委員会 第40回研究会
  • 発表場所: 京都テルサ(京都府京都市)
  • 年月日: 2012-09-28
  • 招待講演
• [学会発表] 1分子エピゲノム解析技術の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 大阪大学 蛋白質研究所セミナー エピゲノム解析の新技術とエピジェネティクス制御機構の新展開
  • 発表場所: 大阪大学 蛋白質研究所(大阪府吹田市)
  • 年月日: 2012-09-27
  • 招待講演
• [学会発表] ナノポアデバイスの1分子科学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 文部科学省・科学研究費補助金・新学術領域研究「ソフトインターフェースの分子科学」 第3回ソフトインターフェースの分子科学ワークショップ「ソフト界面と計測・センシング」
  • 発表場所: 東京医科歯科大学 湯島キャンパス ( 東京都千代田区)
  • 年月日: 2012-08-08
  • 招待講演
• [学会発表] Next-next generation DNA sequencing system for single molecules (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Taniguchi
  • 学会等名: 阪大産研・imec 国際シンポジウム 2012 imec ・Handai International Symposium 2012
  • 発表場所: 大阪大学 産業科学研究所 (大阪府茨木市)
  • 年月日: 2012-06-05
• [学会発表] Single-molecule electrical sequencing using gating nanopores (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Taniguchi
  • 学会等名: 2nd Next Generation Sequencing
  • 発表場所: Hyatt Harborside (Boston, MA, USA)
  • 年月日: 2012-05-30
  • 招待講演
• [学会発表] 1分子ナノポアシークエンシング技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 第6回日本エピジェネティック研究会
  • 発表場所: 国立情報学術研究所 学術総合センター(東京都千代田)
  • 年月日: 2012-05-15
  • 招待講演
• [学会発表] Single molecule electrical sequencing of DNA and RNA (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Taniguchi
  • 学会等名: International Symposium on Nanobiotechnology meets Holonic Commuication
  • 発表場所: Nagoya University (Aichi)
  • 年月日: 2012-03-23
  • 招待講演
• [学会発表] Single-molecule electrical sequencing technology (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Taniguchi
  • 学会等名: The 15th SANKEN International Symposium 2012, The 10th SANKEN Nanotechnology Symposium
  • 発表場所: Osaka University (Osaka)
  • 年月日: 2012-01-12
  • 招待講演
• [学会発表] Third-generation DNA sequencing technology using single-molecule analysis (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Taniguchi
  • 学会等名: China-japan Joint Symposium on Current and Future Molecular Electronics
  • 発表場所: Nanjing University (China)
  • 年月日: 2011-10-25
  • 招待講演
• [学会発表] Development of gating nanopores for next-next DNA sequencing using mechanically controllable break-junctions (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Taniguchi
  • 学会等名: American Society of Mechanical Engineers, The Japan Society of Mechanical Engineers, and Korean Society of Mechanical Engineers, Joint Fluid Engineering Conference 2011
  • 発表場所: ACT City Congress Center (Hamamatsu)
  • 年月日: 2011-07-25
  • 招待講演
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.bionano.sanken.osaka-u.ac.jp