2020 Fiscal Year Annual Research Report
エピタキシャルグラフェンによる電荷移動型FETバイオセンサの開発
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19H02582
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
大野 恭秀 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 准教授 (90362623)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永瀬 雅夫 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 教授 (20393762)
金井 康 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (30721310)
前橋 兼三 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40229323)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | グラフェン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は昨年度等電点の異なる様々なタンパク質を用いて、SiC上グラフェンでは電荷移動的に検出できているかどうかを調べた結果を基に、これまで蓄積してきたデータをまとめることを行い、次いで抗体をグラフェンに修飾させる技法の開発を行った。昨年度の結果はSiC上グラフェンでの吸着特性はターゲットタンパク質の帯電状態に依存しないということを示していたが、調べたもの全てをまとめると不思議なことにどのタンパク質でも同様な電気特性の変化が得られていたことが分かった。
抗体を用いた実験は次年度に計画していたものであるが、新型コロナウイルスの影響で中々実験できないために前倒しで行った。イミノグロブリンGというタンパク質を抗体と呼ぶがターゲット分子と特異的に結合するためにバイオセンサではよく用いられる。ただ抗体の大きさは10 nmを超えるためFETセンサでは使用できない。本研究ではSiC上グラフェンでは可能ではないかと考えているため、まずは抗体をグラフェン上に修飾する手法の確立を目指した。抗体にはターゲットと結合する2つのFab部と軸となるFc部で構成されておりFabが上になるように修飾しなくてはいけない。グラフェンにただ抗体を吸着させたのではFab部がグラフェンと接する可能性があり、その場合は抗体が無駄になる可能性がある。本年度はグラフェン上にアミノ基を修飾させてから抗体の修飾を行った。こうすることでFc部に存在するカルボキシル基と結合する確率が上がると考えたからである。現在抗体の修飾がうまくできているかどうかの確認中であり、うまくいっていればターゲット分子の検出を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
概ね順調に推移していると考えている。理由としては本研究によってこれまでCVD法や剥離法によって得られたグラフェンデバイスとは全く異なる、様々な等電点を持つタンパク質でもほぼ同様な電気特性の変化が得られることが分かり、グラフェンの本質的なタンパク質吸着特性の一端を得ることができたことが挙げられる。この結果はこれまでにない原理を使ったバイオセンサ開発には必要な情報の一つである非特異吸着にとって重要な結果が得られた。また抗体の修飾を前倒しで行えたことにより次年度の実験をスムースに進められることができるようになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究最終年度である2021年度は実際の抗体を用いたバイオセンシングを行い、デバイ長が本当にグラフェンバイオセンサでは感度の抑制を伴っているのかを調べる。現在抗体の修飾を行っており、抗原の検出を行って電気特性の変化が生じるのかを調べる。抗体を修飾したデバイスで電気特性が変化した場合、SiC上グラフェンではデバイ長の影響を受けないことが証明できる。
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