Development of electrochemical gene detection method using small molecule ligand

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申請者の独自技術であるDNAの特殊構造に特異的に結合する“小分子リガンド”を使った遺伝子蛍光検出法を基盤とし、新たに電気化学的な手法を用いた高選択的な高感度生体分子計測法を構築することを目的として、研究を始めた。電気化学的手法としてインピーダンス(EIS)を用い、DNAと小分子リガンドの相互作用の変化を電気シグナルとして検出する方法の開発を目指し、昨年は小分子リガンドを固定化した電極の開発と基本原理の実証を行った。本年度はあらたに電気化学特性を持ち、かつ、DNAの特殊構造に特異的に結合する小分子リガンドの開発を行い、電極表面状に固定化を必要としない検出系の開発を目指して様々な化合物の特性について調べると同時に、新たな化合物の合成をおこなった。我々が蛍光分子として用いてきた2,7-ジアミノ1,8-ナフチリジン誘導体(DANP誘導体）のインピーダンスに対する電気化学的な性質を調べたところ、ナフチリジン環上にニトロ基が存在する(DANP-NO2）場合、存在しない場合(DANP)に比べてインピーダンスの変化は大きいことが分かった。その一方で、DANP-NO2のDNAへの結合能力が弱いため、検出を目的としたDNAを加えたときのEISの変化は小さく、インピーダンス測定によってDNAの特殊構造を特異的に検出する測定にDANP-NO2は適さないことが示唆された。またこの検出系では電極上にDNAや酵素等が吸着されるのを防ぐためPVAコートを行っているが、このPVAとDNAP誘導体の間で相互作用があると考えられ、電極表面状についても再検討が必要であることが分かった。