ナノ粒子組織体を用いたバイオチップに関する研究

DNAやRNA、タンパク質など生体分子一分子に対する機能や挙動解析を行う研究であるナノバイオロジーとナノメートルオーダーの構造体作製・応用技術であるナノテクノロジーが融合したナノバイオテクノロジーに対する関心が高まっている。そこで、ナノバイオテクノロジーにおける生体分子相互作用の検出および挙動解析を行うために、ナノ粒子組織体を形成し、ナノ粒子組織体より発現される光学特性を利用したバイオチップの開発を行う。本研究では、特にナノ粒子組織体としてフォトニック結晶(Photonic Crystal: PC)に着目し、バイオチップを作製することで、生体分子相互作用の検出や挙動の解析を試みることを本研究の目的とする。本年度では、フォトニック結晶や刺激応答性高分子を用いて生体分子相互作用の検出を試みた。本年度は、昨年度より得られた成果を基に、フォトニック結晶を形成すると共に、刺激応答性高分子としてPolydimethylsiloxane (PDMS)を用いた非極性有機溶媒検出用化学センサーの他、Polyacrylamide (PAA)を使用してバイオチップの作製を試みた。その結果、刺激応答性高分子にPAAを使用すると共に、高分子内に酵素を固定化しバイオチップとすることで、酵素-基質反応によって刺激応答性高分子が膨潤し、フォトニック結晶の光学特性が変化することが観察された。しかし、良好な応答性、感度、検量特性の向上を図るために更なる検討が必要であると考えられる。また、PDMSを用いた非極性有機溶媒センサーでは、作製方法の改善を図ることでpH試験紙のように柔軟性を有する薄膜型化学センサーを作製することに成功し、液相、気相のどちらにおいても良好な応答性、感度を示すことが観察された。よってこられの結果から、本センサーは従来の機器分析法よりも簡便かつ安価に揮発性有機化合物を検出可能な化学センサーとして応用可能であることが示唆された。

DNAやRNA、タンパク質など生体分子一分子に対する機能や挙動解析を行う研究であるナノバイオロジーとナノメートルオーダーの構造体作製・応用技術であるナノテクノロジーが融合したナノバイオテクノロジーに対する関心が高まっている。そこで、ナノバイオテクノロジーにおける生体分子相互作用の検出および挙動解析を行うために、ナノ粒子組織体を形成し、ナノ粒子組織体より発現される光学特性を利用したバイオチップの開発を行う。本研究では、特にナノ粒子組織体としてフォトニック結晶(Photonic Crystal: PC)に着目し、バイオチップを作製することで、生体分子相互作用の検出や挙動の解析を試みることを本研究の目的とする。本年度では、フォトニック結晶や刺激応答性高分子を用いて生体分子相互作用の検出を試みた。本年度は、昨年度より得られた成果を基に、フォトニック結晶を形成すると共に、刺激応答性高分子としてPolydimethylsiloxane (PDMS)を用いた非極性有機溶媒検出用化学センサーの他、Polyacrylamide (PAA)を使用してバイオチップの作製を試みた。その結果、刺激応答性高分子にPAAを使用すると共に、高分子内に酵素を固定化しバイオチップとすることで、酵素-基質反応によって刺激応答性高分子が膨潤し、フォトニック結晶の光学特性が変化することが観察された。しかし、良好な応答性、感度、検量特性の向上を図るために更なる検討が必要であると考えられる。また、PDMSを用いた非極性有機溶媒センサーでは、作製方法の改善を図ることでpH試験紙のように柔軟性を有する薄膜型化学センサーを作製することに成功し、液相、気相のどちらにおいても良好な応答性、感度を示すことが観察された。よってこられの結果から、本センサーは従来の機器分析法よりも簡便かつ安価に揮発性有機化合物を検出可能な化学センサーとして応用可能であることが示唆された。