ヘテロコア光ファイバによる高感度バイオセンサの開発

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本研究では、極微量の標的核酸を直接高感度に検出するための新たな技術基盤として、局在表面プラズモン共鳴（LSPR）の励起に必要なエバネッセント光を容易に生じさせることができるヘテロコア光ファイバと、プローブ核酸を修飾した金ナノ粒子とを組み合わせた革新的バイオセンサの構築を目指す。令和４年度は、ヘテロコア光ファイバセンサ表面上に形成した金薄膜や金ナノ粒子上へのプローブ核酸の修飾方法を検討し、DNAセンサを試作した。具体的なセンサ作製手順は以下の通りである。まず、10-カルボキシ-1-デカンチオールを用いて、金薄膜を形成したヘテロコア光ファイバ上にカルボキシル基を導入した。次に、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩（EDC）とN-ヒドロキシスクシンイミド（NHS）の混合液に浸して、センサ部のカルボキシル基を活性化させた。最後に、アミノ基が修飾されたDNA（pDNA）溶液に浸し、センサ部のカルボキシル基とDNAのアミノ基との共有結合によって、DNAを固定化した。相補的なDNA（tNDA）と相補的でないDNA（Non-tDNA）に対する光損失スペクトルを白色光源と分光器を用いて計測した。1μMのpDNAを固定化したセンサのtDNA（100 pM，10 nM，1μM）に対するセンサーの応答を評価したところ、tNDAの濃度増加に従って、波長570nm付近において光強度が線形的に減少する様子を確認できた。一方、Non-tDNAやTE（pH8.0）に対しては、光強度の変化は観測されなかった。以上の結果から、本センサによってDNAを検知可能であることが示された。