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金微粒子による機能性ナノ空間の構築とDNAセンサへの応用

金粒子功能纳米空间的构建及其在DNA传感器中的应用

基本信息

批准号：
05J00847
负责人：
床波志保
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Osaka Prefecture University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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

项目摘要

本年度は、より高感度なナノ粒子薄膜の設計に関する検討を行った。これまでは、ナノギャップを持つ金ナノ粒子に5'末端チオール化プローブDNAを修飾した後、検出を行なった。この場合、プローブの他端はチオールで固定されていないため、導電経路形成が効率的でない可能性がある。したがって、DNA両端の固定化が生ずるようにナノ粒子薄膜を設計することにより、さらに高感度な検出が可能になると考えられる。このような観点から、二種類の異なる12塩基DNAを修飾した12nm金ナノ粒子プローブを先に調製し、これらを広いギャップを有する50nm金ナノ粒子に固定した膜を作製した。この膜にプローブ粒子の両方に結合する24塩基相補鎖ターゲットDNAを添加すると、2つの50nm粒子の間を架橋する構造体が形成される。このようなハイブリッド構造の生成に伴う電気抵抗変化を測定し、その効果を検証した。このようにして作製したセンサ膜にそれぞれのプローブに対して相補鎖配列となる24塩基相補鎖DNAを添加すると、抵抗は瞬時に減少し約60秒で安定した。応答はDNA濃度に依存し、広いDNAの濃度領域(10nM〜100μM)において測定が可能であった。このときの最小検出量は50fmolに対応し、以前の方法よりも500倍の高感度化を達成することができた。さらにターゲット濃度100μMにおいて選択性の検討を行ったところ、一塩基多型検出が可能であることが分かった。これらの成果については、国内雑誌(分析化学)他2報および国内外学会(日本分析化学会、電気化学会、国際電気化学会、機能性π電子国際会議など)において発表を行った。

This year, we conducted research on the design of high sensitivity particle films. The 5'end of the particle was modified and the DNA was detected. In this case, the other end of the film is fixed, and the possibility of forming a conductive circuit is high. Immobilization of DNA termini into thin film particles may be possible due to high sensitivity. Two kinds of different 12-mer DNA modifications were made to the 12-nm gold nanoparticles. The structure of the 24-nm-based phase complementary DNA is formed by the binding of the particles to the membrane and the bridging of the 50-nm-based particles. The generation of this structure is accompanied by the measurement of electrical resistance and the identification of its effects. The resistance to DNA addition was reduced by approximately 60 seconds. DNA concentration is dependent on DNA concentration in the range (10nM ~ 100μM). The minimum output of this method is 50fmol, while the previous method is 500 times higher sensitivity. For example, if the concentration is 100μM, it is possible to select a specific type of protein. The results of this research have been reported to domestic and international societies (Japan Analytical Chemistry Society, Electrochemistry Society, International Electrochemistry Society, International Conference on Functional π Electronics).