权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

DNAシーケンシングに向けたナノポア内部・近傍における蛍光分子の発光制御

控制纳米孔内部和附近荧光分子的发光以进行 DNA 测序

基本信息

批准号：
20651035
负责人：
斎木敏治
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Keio University (2009)Kanagawa Academy of Science and Technology (2008)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

DNAシーケンシングへ向けたナノ構造として、シリコン薄膜中のナノスリットに着目し、性能確認のための計算機シミュレーションと実際の作製を試みた。シリコンは波長200～350nmの紫外光に対して、屈折率、吸収係数がともに非常に大きな値を持つ。その結果、表面での反射率が高く、また裏面への光の透過が小さいため、膜表面・裏面での電場強度が非常に弱くなる。したがって、相対的にスリット内には、その上部・下部とのコントラストの高いナノ局在光が発生するので、これをDNAシーケンシングのための蛍光励起光源として利用する。厚さ5nmのシリコン薄膜内に幅2～5nm、長さ100nmのスリットを設定し、波長287nmの紫外光に対して、局在光の空間分布をFDTD法により計算した。厚さ方法にほぼ、薄膜の厚さと同程度(6nm)の局在光が発生し、上部・下部に対して20:1のコントラストをもつことを確認した。蛍光体の検出にあたっては、この波長域で励起をおこない、可視域の蛍光を測定することを想定しているので、シリコンによる蛍光信号の損失もほとんどない。シミュレーションと並行して、ナノスリットの作製も試みた。まずシリコン基板上にカーボンナノチューブを分散させ、これをテンプレートにフェムト秒レーザによるアブレーションをおこなった。シリコン単体のアブレーションしきい値よりも低いフルエンスにて、レーザパルス照射位置ではナノチューブが飛散し、ナノスケール溝が形成されていることを確認した。続いて厚さ20nmのナノメンブレンに対して同様の実験を試みたが、数nmのナノスリットの形成には至らなかった。計算機シミュレーションで示した5nmという空間分解能は、ポリマー化されたDNAの塩基配列の読み出しには十分な値であり、またナノスリット作製にも展望が得られたことは大きな成果である。

DNA シーケンシングへ to けたナノ tectonic として, シリコン films のナノスリットに mesh し, performance qualification のための computer シミュレーションと be interstate の cropping を try みた. Youdaoplaceholder0 <s:1> <s:1> <s:1> ultraviolet light with wavelengths of 200 to 350nm に is very に large in terms of <s:1> て, refractive index and absorption coefficient がと <s:1> にに, and <s:1> なな values を are を held を. その results, surface での high reflectivity がく, また inside へのの light through the small がさいため, membrane surface inside でのが electric field strength is very weak にくなる. したがって, phase of seaborne にスリット within には, その upper, lower とのコントラストの high いナノ bureau in optical が発 raw するので, これを DNA シーケンシングのための蛍 excitation light up the light source として using する. 5 nm thick さのシリコン film に picture within 2 ~ 5 nm, 100 nm long さのスリットを set し, wavelength of 287 nm の ultraviolet にし seaborne てを FDTD method, the bureau in optical の space distribution により computing した. Thick さ method にほぼ, thick film のさと in light with degree (6 nm) の bureau が発し, upper, lower にし seaborne て systematically のコントラストをもつことを confirm した. 蛍 light body の検 out にあたっては, この wavelength domain で wound up をおこない, visible range の蛍 light を determination することを scenarios しているので, シリコンによる蛍の light signal loss もほとんどない. Youdaoplaceholder0 シュレシショショショとと conduct a pilot test of <s:1> て and ナノスリットみた respectively. まずシリコン substrate にカーボンナノチューブを scattered させ, これをテンプレートにフェムト seconds レーザによるアブレーションをおこなった. シリコン単 body のアブレーションしきい numerical よりも low いフルエンスにて, レーザパルス irradiation position ではナノチューブが flying し, ナノスケール ditch が form されていることを confirm した. 続いて 20 nm thick さのナノメンブレンにし seaborne て with others の be 験を try みたが, several nm のナノスリットの form には to らなかった. Computer シミュレーションで shown した 5 nm という space decomposition can は, ポリマー change された DNA の salt base with column の読み out しには very な numerical であり, またナノスリット cropping にも outlook が must られたことは big きな results である.