フェロセンπ共役DNA-電極ナノコンタクト系の電気物性評価

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テーラー・メイド医療の実現に向け、さまざまな生体分子を担持させた電気化学検出用チップが精力的に開発されている。それら検出用チップの多くは、生体分子の導電性をはじめその詳細な検出機構がブラックボックスのまま、盲目的に研究現場で使用されている。そこで本研究では、研究実施者が開発したDNA連結金電極を利用して、電極上にリンクしたDNAが示す電気物性を実験的に明らかにすることを目指した。特に電極界面における電荷輸送機構を精査し、ナノリンク分子の電気的特性を詳細に評価した。さらに、判明したメカニズムを活用し、生体分子の電気伝導性を詳細に評価できるシステムの創製を目指すとともに、有用な応用展開を試みた。本年度は前年度に引き続き、金電極上にSAM形成したDNAが示す電荷輸送機構の調査を行った。CVを利用したいくつかの検証を行った結果、DNA二重鎖の柔軟性に起因してフェロセンユニットが電極表面に近づき、電極と直接電荷の授受をする機構(Elastic Bendingモデル)であることが判明した。さらに、完全マッチ二重鎖と一塩基ミスマッチニ重鎖の柔軟性が異なり、その差をSWV測定でアウトプットすることで、電気化学的SNPs検出を行っていたことを明らかにした。続いて判明したメカニズムを活用し、SNPsジェノタイピングや塩基欠損・挿入多型の検出へと展開した。2電位応答を利用することでSNPsジェノタイピングを、また、バルジ二重鎖を利用することで塩基欠損・挿入多型の電気化学的検出を達成した。