マイクロ・ナノ化学チップによる生体分子の超高速超高感度分析法の開発

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本研究ではマイクロ・ナノ化学チップを用いて、生体分子を高速かつ高感度に測定する手法の開発を目指している。非常に微小な空間を分析場とすることで、分析の高速化が期待され、また濃縮なども可能になり高感度な分析法へつながると期待される。しかし、そのためには、マイクロ・拡張ナノ流路に分子認識機能を持たせる必要がある。そこで、前年度開発した光リンカーを用いて、拡張ナノ流路のガラス壁面にDNAをパターニングする手法を開発した。拡張ナノ流路に光リンカーやDNAを順番に圧力制御によって流量を制御しながら導入して、流路の一部分(長さ数100μmスケール)に光を照射して、光リンカーおよびDNAを表面修飾した。それを再度繰り返して、同一の拡張ナノ流路内に塩基配列の異なる2種類のDNAを固定化した。これが実際に分子認識デバイスとして機能することを実証するために、それぞれのDNAに相補的なDNAを準備した。これらに、異なる蛍光色素を標識して、相補的なDNAとだけハイブリダイゼーションするか蛍光顕微鏡により確かめた。その結果、それぞれの修飾部位からは相補的なDNAに標識された蛍光のみが観測された。また、流した相捕DNAはフロー条件でほぼすべて表面に捕捉され、非常に高速な分析が可能であることがわかった。以上の結果から、本修飾法が分子認識デバイスとして有効であり、高速かつ多項目同時分析が可能であることを実証できた。また、拡張ナノ空間の体積はナノリットル以下であり、これは単一細胞レベルの内容物を十分に分析可能な体積であることを意味する。以上により、本研究の目的をほぼ達成した。