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ナノ空間を利用した新規1分子DNA解析法の開発

利用纳米空间开发新的单分子 DNA 分析方法

基本信息

批准号：
03J01804
负责人：
加地範匡
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Tokushima
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J01804/
关键词：
DNA ナノピラー 1分子ナノバイオデバイス流体解析シミュレーション

项目摘要

本研究課題は、従来、マイクロチャネル中に充填した高分子分離媒体により達成されてきたDNA分離を、ナノメートルサイズの柱・ナノピラーを使用することにより、さらなるDNA解析の高速化と省サンプル化を計り、ひいてはDNA1分子レベルでの解析に応用することにより、DNA解析の新しい基盤技術を確立することを目的として研究を進めてきた。当初は、ナノピラーの形成するナノ空間と分離可能なDNAサイズとの相関から、ナノピラーによるDNA分離メカニズムが解明できることが期待されたが、ナノピラーチップ中に生じる電気浸透流や、ナノピラーの存在により大きく乱された電場の影響を詳細に検討しなければ、高い分離度を達成できないことが明らかとなった。光の波長と同程度のサイズであるナノ空間内で生じているこのような現象を光学的に観察することは非常に難しいため、流体力学シミュレーションと平行して実験を行ったところ、実際の実験結果を支持する結果、すなわちナノピラーチップ内で生じる電気浸透流により泳動中のDNAバンドが大きく乱され、分離度の低下を引き起こすことが明らかとなった。また、ナノ空間(サブミクロン空間)では、水の物性が変わるという報告もあるので、ナノピラーチップ中における水の粘性を調べる目的で、一分子追跡法によりナノ粒子の拡散係数を求めて水の粘性を推測したところ、バルク中よりも水の粘性が上昇していることを示唆する結果が得られた。これらナノ空間内で生じる現象の詳細な検討により、ナノピラーチップのパフォーマンス向上を達成することに成功した。これらの研究から、実際の実験と平行して、ナノ空間の物性を考慮したより正確なナノ空間内における流体力学シミュレーション法を開発することが、ナノピラーチップをはじめとしたナノデバイスをさらに発展させるための大きな課題であると考える。

This research topic is to fill the polymer separation media in the process of DNA separation, to use the column of DNA analysis, to speed up DNA analysis, to save DNA analysis, to use DNA molecular analysis, and to use DNA molecular analysis. DNA analysis and DNA sequencing In the first place, the formation of the first phase, the separation of space and the separation of DNA, the correlation between the first phase and the second phase, the separation of DNA, the separation of DNA. The wavelength of light is the same as the wavelength of light. The wavelength of light is different from the wavelength of light. The separation degree is low, and the separation degree is low. For the purpose of adjusting the viscosity of water, a molecular tracing method is used to calculate the dispersion coefficient of particles and to estimate the viscosity of water. The detailed analysis of the phenomenon in the space is successful. The study of the physical properties of space is based on the development of fluid dynamics.