Development of photonic crystal nanocavity arrays for epigenomic analysis

用于表观基因组分析的光子晶体纳米腔阵列的开发

• 批准号: 22H03941
• 负责人: 遠藤 達郎
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03941/
• 关键词: フォトニック結晶; バイオセンサ; エピゲノム; ナノインプリントリソグラフィー; DNA

本研究の目的は、バイサルファイト法等煩雑な操作の必要なく①可視領域の光でDNA鎖中シトシン塩基のメチル化に起因するわずかな分子量・構造変化を屈折率変化として高感度に直接検出可能な光学素子「フォトニック結晶(Photonic crystal: PhC)ナノ共振器」をアレイ状に配置したデバイスを設計・開発し、②DNA鎖のメチル化率を非染色かつゲノムワイドで網羅的に解析可能にし、③アルツハイマー病・癌等各種疾病とDNAメチル化の相関を明らかにすることにある。当該年度では、①ナノインプリントリソグラフィーを用いたフォトニック結晶ナノ共振器作製に使用する高屈折率層堆積条件の検討、②屈折率応答評価、③DNAハイブリダイゼーション検出・メチル化シトシン検出、の三項目を実施した。ナノインプリントリソグラフィーを用いたフォトニック結晶ナノ共振器作製に使用する高屈折率層堆積条件の検討では、屈折率の異なる材料をフォトニック結晶上へ堆積し、特性評価を行うことで、高感度にエピゲノム解析が行うこととが可能な材料の選定を行った。屈折率応答評価では、フォトニック結晶上で異なる屈折率を有する試料溶液を滴下、光学特性変化を観察した。その結果、①で使用した材料の中で、高感度に光学特性変化を示す材料を明らかにすることができた。エピゲノム解析では、これまでDNAハイブリダイゼーションによるフォトニック結晶周囲の屈折率変化からメチル化シトシンの有無判定を行っていたが、抗原抗体反応を利用することで、よりメチル化の有無を明確にすることができるようになった。

The purpose of this study, In the field of optical DNA, it is necessary to analyze the cause of the optical fiber, the molecular weight, the discount rate, the high sensitivity, the optical element, the optical resonator, the resonator, the resonator, The detection rate of 2DNA is different from that of other diseases such as non-staining, non-staining, cancer, and so on. The results show that all kinds of diseases, such as DNA disease, cancer and so on. In the year of the year, in the first half of the year, we used the resonator to make use of the high discount rate stack, the 2% discount rate response, the 3DNA response rate, and so on. This is due to the use of a high discount rate stacking condition, a high discount rate stack, a high discount rate, a high yield ratio, a high temperature, a high sensitivity, and a high sensitivity. The refraction rate is determined by the drop of the solution, and the optical properties are observed. The results are as follows: 1. Use the medium and high sensitivity optical properties of the material to show that the material is sensitive. The results showed that there were significant differences between the two groups in terms of the rate of reduction, the rate of reduction, the rate of

项目成果

Au nanorods-TiO2 photonic crystal plasmonic-photonic hybrid sensor for label-free detection and identification of DNA molecules with single nucleotide polymorphisms

Au纳米棒-TiO2光子晶体等离子体-光子混合传感器，用于无标记检测和识别具有单核苷酸多态性的DNA分子

• DOI: 10.1016/j.snb.2022.131747
• 发表时间: 2022
• 期刊: Sensors and Actuators B: Chemical
• 作者: Kawasaki Daiki;Yamada Hirotaka;Sueyoshi Kenji;Hisamoto Hideaki;Endo Tatsuro
• 通讯作者: Endo Tatsuro

Wavelength-tunable dual-band edge plasmon mode based on gold edge-hole plasmonic nanostructure

• DOI: 10.1016/j.rinp.2022.105541
• 发表时间: 2022-04-27
• 期刊: RESULTS IN PHYSICS
• 影响因子: 5.3
• 作者: Yamada，Hirotaka;Kawasaki，Daiki;Endo，Tatsuro
• 通讯作者: Endo，Tatsuro

プラズモニック/フォトニック複合構造体による高感度DNA解析

使用等离子体/光子复合结构进行高灵敏度 DNA 分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Nishitsuji Ryosuke;Ueda Shotaro;Sueyoshi Kenji;Hisamoto Hideaki;Endo Tatsuro;中島悠佑，川崎大輝，末吉健志，久本秀明，遠藤達郎;中島悠佑，川﨑大輝，末吉健志，久本秀明，遠藤達郎;藤原聡子，川﨑大輝，末吉健志，久本秀明，遠藤達郎;西辻凌輔，植田渉太郎，末吉健志，久本秀明，遠藤達郎;川﨑大輝，末吉健志，久本秀明，遠藤達郎
• 通讯作者: 川﨑大輝，末吉健志，久本秀明，遠藤達郎

ナノインプリント製フォトニック結晶を用いたメチル化シトシン検出

使用纳米压印光子晶体检测甲基化胞嘧啶

• 发表时间: 2023
• 作者: Nishitsuji Ryosuke;Ueda Shotaro;Sueyoshi Kenji;Hisamoto Hideaki;Endo Tatsuro;中島悠佑，川崎大輝，末吉健志，久本秀明，遠藤達郎
• 通讯作者: 中島悠佑，川崎大輝，末吉健志，久本秀明，遠藤達郎

Investigation of Probe DNA Immobilization Method for Label-free DNA Biosensing Using Polymer-based Photonic Crystal

基于聚合物光子晶体的无标记 DNA 生物传感探针 DNA 固定方法研究

• DOI: 10.18494/sam4329
• 发表时间: 2023
• 期刊: Sensors and Materials
• 影响因子: 1.2
• 作者: Nishitsuji Ryosuke;Sueyoshi Kenji;Hisamoto Hideaki;Endo Tatsuro
• 通讯作者: Endo Tatsuro