DNAアプタマー担持コロイド粒子の創製とバイオセンサーへの応用

DNA适体支持的胶体颗粒的制备及其在生物传感器中的应用

• 批准号: 16700376
• 负责人: 宝田 徹
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16700376/
• 关键词: DNA; アプタマー; バイオセンサー; コロイド; ナノ粒子; 凝集; 塩析; 温度応答性高分子

本研究はDNAアプタマーを分子認識素子に用いた,標的物質の目視検出法の開発を目的とする.具体的には,「一本鎖DNAが高密度に固定化された,粒径がナノメートルサイズのコロイド粒子(DNA担持コロイド粒子)の分散液に相補鎖を添加して粒子表面上で二重鎖を形成させると,粒子の分散安定性が低下して系が白濁する」という特異現象を活用する.昨年度は,ATPを標的としたDNAアプタマーを利用し,標的物質であるATPが存在する場合のみ系が無色透明になるという目視検出システムを開発した.本年度は,逆にATPが存在すると系が白濁する検出システムの構築を目指した.まず,DNAアプタマーの3'末端側と相補的な12塩基DNAをグラフトしたポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)を合成した.これを所定の塩を含むトリス緩衝液に溶解し,40℃に加熱して一本鎖DNA担持コロイド粒子を調製した.DNAアプタマーをNTP(N=A,C,G,U)とともに添加し,さらに続けて,粒子表面DNAの相補鎖を添加した.種々のNaCl濃度における分散液の光透過率(500nm)を紫外可視分光光度計で測定したところ,ATPが存在する場合は,NaCl濃度が400mM以上で透過率が1分以内に70%以下まで低下し,系の急激な白濁が観察された.DNAアプタマーがATPと複合体を形成することによって粒子表面から解離し,続けて添加された相補鎖がアプタマーの代わりに粒子表面で完全二重鎖を形成して,粒子の分散安定性が低下したためであると考えられる.一方,CTP,GTPまたはUTPの存在下では同じ塩濃度条件で透過率はほとんど変化せず,系は無色透明のままであった.以上より,DNA担持コロイド粒子の自発的な凝集を活用して,標的物質(ATP)が存在する場合のみ系が白濁する目視検出システムの構築に成功した.

This study aims to develop a visual detection method for target substances in the application of DNA molecules. Specifically, the specific phenomenon of "one-lock DNA immobilization at high density, particle size change, particle size change, particle size In the past year,ATP has been used as a target substance for the development of colorless and transparent systems. This year, the existence of ATP in the reverse direction is a clear indication of the structure of the system. In addition,DNA synthesis of the complementary 12-base DNA at the 3'end of the DNA fragment was carried out. The DNA carrier was dissolved in a buffer solution containing the desired amount of DNA, heated at 40 ℃, and the particles were modulated. The DNA carrier was added to NTP(N=A,C,G,U). The optical transmittance (500nm) of the dispersion solution of the seed NaCl concentration is measured by ultraviolet visible spectrophotometry. When ATP is present, the transmittance is less than 70% within 1 min when the NaCl concentration is more than 400mM, which is due to the rapid excitation of white light. The formation of ATP complex is determined by the dissociation of the particle surface. The particle dispersion stability is low due to the formation of complete double locks on the particle surface. On the other hand,CTP,GTP and UTP are colorless and transparent in the presence of different concentrations of CTP and GTP. As described above, the self-aggregation of DNA supported particles was successfully utilized in the presence of the target substance (ATP).

项目成果

Capillary Electrophoretic Discrimination of Single Nucleotide Polymorphisms Using Oligodeoxyribonucleotide-polyacrylamide Conjugate as a Pseudo-immobilized Affinity Ligand : Optimum Ligand Length Predicted by Melting Temperature Values

使用寡脱氧核糖核苷酸-聚丙烯酰胺缀合物作为假固定化亲和配体对单核苷酸多态性进行毛细管电泳鉴别：通过熔解温度值预测最佳配体长度

• 发表时间: 2005
• 期刊: Analytical Sciences 21(1)
• 作者: K.Mishima;T.Takarada;M.Maeda
• 通讯作者: M.Maeda

Colloidal nanoparticles from poly(N-isopropylacrylamide)-graft-DN A for single nucleotide discrimination based on salt-induced aggregation

来自聚（N-异丙基丙烯酰胺）-移植物-DNA的胶体纳米粒子，用于基于盐诱导聚集的单核苷酸辨别

• 发表时间: 2004
• 期刊: Chemistry Letters 33
• 作者: Yoshida;E.;Y.Kimura;Y.;K.Kitamura;K.;Murayama;H.;Zhonglan Tang
• 通讯作者: Zhonglan Tang

先端の分析法-理工学からナノ・バイオまで-

尖端分析方法——从科学和工程到纳米/生物——

• 发表时间: 2004
• 作者: 前田瑞夫ら(分担執筆)

DNA担持ナノ粒子による遺伝子診断

使用负载 DNA 的纳米颗粒进行基因诊断

• 发表时间: 2004
• 期刊: 有機合成化学協会誌 62
• 作者: Tran Huy DAT;Kazuya TAKEDA;Fumitada ITAKURA;Keiko Wada;M.Niinomi;宝田徹
• 通讯作者: 宝田徹