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糖鎖および糖誘導体を認識する高感度細胞検出センサの開発

开发可识别糖链和糖衍生物的高灵敏度细胞检测传感器

基本信息

批准号：
26790024
负责人：
加治佐平
金额：
$ 2.08万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞表面に存在する糖鎖および細胞内外に存在するATPを高感度かつラベルフリーに検出することで,細胞検出センサの構築を目指した．そのために界効果トランジスタ（FET）を用いて，多様な構造の糖および糖誘導体を検出する実験を行った．最初にフェニルボロン酸自己組織化単分子膜をゲート電極近傍に形成させたサッカライドFETセンサによって,グルコースだけでなく他の単糖,二糖を検出感度数uMにおいて検出することに成功し,かつ糖の構造の差異による親和性の差異についてプロファイリングを行った．この成果は論文誌およびそのバックカバーにおいて掲載された(DOI: 10.1002/celc.201402305,DOI: 10.1002/celc.201402193)．次にサッカライドFETセンサに糖基質特異性を付与するために,ゲート電極上にフェニルボロン酸分子を含む分子認識ゲルを配することで感度は維持しつつ,目的の糖のみを選択的に検出することに成功した．さらにATPを鋳型とする分子認識ゲルFETセンサを用いてグルコースやリボースには反応せず,AMPやATPにのみ電気的に検出することに成功したことから,細胞検出センサの開発への可能性が示唆された．また,糖の選択性を向上させるために,分子認識ゲルの組成を工夫することで最適化を行った．本検討は論文執筆中であり,2015年度に投稿予定である．最後に,サブuMオーダーの糖の検出を目指してFETゲート電極界面の構造を金ナノ粒子および構造を付与する検討を行った結果,ゲート表面における電荷密度の向上による数uMからの検出感度を達成することに成功した．以上の結果から,細胞表面に存在する細胞に特異的な糖鎖のみを高感度に検出できる可能性が示唆され,ガン細胞の微量検出など今後の実用展開が期待された．

When the presence of sugar locks on the cell surface and the presence of ATP inside and outside the cell are detected with high sensitivity, the cell detects the architecture of the cell. The structure of the sugar and sugar inducer is described in detail below. Initially, the acid self-organized molecular film was formed near the electrode, and the FET was used to detect the degree of sensitivity of other sugars and disaccharides. The results of this research were published (DOI: 10.1002/celc.201402305,DOI: 10.1002/celc.201402193). In addition, the sensitivity of the FET electrode to the sugar substrate specificity was maintained, and the target sugar substrate was successfully detected. In addition, the molecular recognition of ATP requires the use of FET local support to connect computers and switches. In addition, the successful detection of electrical energy in AMP and ATP has demonstrated the possibility of developing local support for cell detection. In addition, sugar selection and optimization are carried out in molecular recognition and composition. This paper is being written and submitted for 2015. Finally, the structure of the FET electrode interface, the structure of the metal particle, and the results of the discussion, the charge density of the FET surface, and the sensitivity of the FET surface were successfully achieved. The above results indicate the possibility of detecting the presence of cell-specific glycoproteins on the cell surface with high sensitivity, and the development of future applications is expected.