オンデマンドに直接細胞内で組み立て・計測・破棄する微小球生体センサー

一种微球生物传感器，可根据需要直接在细胞内组装、测量和丢弃。

• 批准号: 17650146
• 负责人: 田中 拓男
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17650146/
• 关键词: オンデマンド; マイクロキャビティ; 生体計測; DNA; 2光子重合; 重合開始剤; マイクロキャビティー; 抗原-抗体反応; 生分解性ポリマー

本研究の目的は、生体細胞の計測を行うにあたり,直接細胞内でセンサープローブを製作して生体活動に伴う発現物質等を検出し,検出後はプローブが自己消滅するといったオンデマンド光計測法を開発することである。そしてこの目的を実現する手法として,蛍光色素がドープされた生分解性紫外線樹脂を2光子重合で硬化させてマイクロレーザーキャビティー作成し,これをプローブとして使用することを考案した。本年度は、2光子重合により硬化させた樹脂の中にさらに金ナノ微粒子をドープし,この金微粒子に末端をチオール修飾したDNAを結合させた.次にこの樹脂をDNAを混合した水溶液に浸すことで,金微粒子に結像させたDNAと相補的な配列を持つDNAを結合させて2重螺旋構造をつくった.そしてDNAの2重螺旋構造のみに選択的に結像する蛍光色素をドープしてその蛍光発光を観測することで,作成したDNAを付加したマイクロキャビティーが,生体分子を選択的に認識して結合することを確認した.さらにマイクロキャビティの結合状態を蛍光色素の蛍光発光強度の変化,もしくは蛍光スペクトルの変化として観測できることを確認した.また,この樹脂で周期的な構造を作製しその蛍光発光スペクトルを測定したところ,共振波長に対応するスペクトルにおいて,蛍光強度が増強されることを確認した.2光子重合加工手法そのものについても,樹脂に配合する重合開始剤やモノマーとの配合比等を最適化することで,加工分解能を約100nm程度にまで高めることに成功した.特に重合開始剤については,樹脂の重合プロセスをレート方程式で記述して数値計算し,その結果をもとに光利用効率高いが高くかつ空間分解能も高い樹脂構造を実現するのに必要な色素を設計・合成した.

The purpose of this study is to detect substances associated with biological activity in vivo, and to develop optical measurement methods after detection. The purpose of this study is to establish a method for curing biodegradable ultraviolet resin by photocoagulation. This year, two photons were added to the resin, and the gold particles were added to the DNA. The resin DNA is mixed with the aqueous solution and immersed in the solution. The gold particles form an image of DNA and complement the DNA. The DNA is combined with a 2-fold helical structure. The molecular structure of DNA is determined by the combination of light and pigment. The light intensity of the pigment is changed. The periodic structure of the resin is controlled, the luminous emission is measured, the resonance wavelength is selected, the luminous intensity is increased, the confirmation is made, 2 the photon coincidence processing method is optimized, the resin combination is optimized, the coincidence start is optimized, etc. Processing decomposition energy is about 100nm. In particular, the resin composition is described in the equation of composition, the calculation of numerical values, and the results are high in light utilization efficiency, high in spatial decomposition energy, and high in resin structure design and synthesis.

项目成果

Selective electroless plating to fabricate complex three-dimensional metallic micro/nanostructures

• DOI: 10.1063/1.2178261
• 发表时间: 2006-02
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: F. Formanek;N. Takeyasu;Takuo Tanaka;K. Chiyoda;A. Ishikawa;S. Kawata

Three-dimensional fabrication of metallic nanostructures over large areas by two-photon polymerization

• DOI: 10.1364/opex.14.000800
• 发表时间: 2006-01-23
• 期刊: OPTICS EXPRESS
• 影响因子: 3.8
• 作者: Formanek, F;Takeyasu, N;Kawata, S
• 通讯作者: Kawata, S

3次元金属微細構造体め製造方法

3D金属微结构制造方法

• 发表时间: 2006

Spherical aberration correction system using an adaptive optics deformable mirror

• DOI: 10.1016/j.optcom.2006.01.026
• 发表时间: 2006-07
• 期刊: Optics Communications
• 影响因子: 2.4
• 作者: M. Schwertner;M. Booth;Takuo Tanaka;T. Wilson;S. Kawata

Design of high efficiency for two-photon polymerization initiator : combination of radical stablization and large two-photon cross-section achieved by N-benzyl 3,6-bis(phenylethynyl)carbazole derivatives

高效双光子聚合引发剂的设计：N-苄基3,6-双(苯乙炔基)咔唑衍生物实现自由基稳定和大双光子截面的结合

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Materials Chemistry (in printing)
• 作者: Jin-Feng Xing;Wei-Qiang Chen;Jie Gu;Xian-Zi Dong;Nobuyuki Takeyasu;Takuo Tanaka;Xuan-Ming Duan;Satoshi Kawata
• 通讯作者: Satoshi Kawata