キラル識別および生体分子検出のための有機単分子膜修飾電界効果トランジスタの開発

开发用于手性辨别和生物分子检测的有机单层修饰场效应晶体管

• 批准号: 10J55572
• 负责人: 山本 大輔
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J55572/
• 关键词: 電界効果トランジスタ; 自己組織化単分子膜; マトリックスメタロプロテアーゼ; フィブロネクチン; 生体分子修飾; アミノ酸; キラル識別; 金属錯体

迅速かつ簡便な測定,デバイスの小型化・集積化,および安価な大量生産が可能といった特徴を有する電界効果トランジスタ(FET)は,医療用診断チップとしての応用が期待されている.FETは原理的に,反応検出場であるゲート上における電荷量変化を検出する.FETの検出ターゲットとして,マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)というタンパク質分解酵素を選定した.MMPは癌発生の初期最階において細胞膜表面に発現し,細胞基底膜を構成する各種コラーゲン,プロテオグリカン,糖タンパク質などを分解する.ここで,発現初期段階のMMPをFETにより検出することで,癌治療の指針が早期かつ簡便に得られるツールの確立が可能になると考えられる.本年度はMMPの検出に向けて,糖タンパク質の一種であるフィプロネクチン(FN)と,FN分解能を有するMMP-2の組み合わせに着目して検討を進めた.具体的には,負電荷を有するFNをゲート上に固定化後,MMP-2を添加することでFN分解反応を起こし,それに伴うゲート上の負電荷消失をFET応答として検出する手法を試みた.まず,3-アミノプロピルトリエトキシシランの自己組織化単分子膜,架橋剤グルタルアルデヒドを修飾したSiO_2基板上にFNを添加後,原子間力顕微鏡,X線光電子分光法,エリプソメトリー,蛍光測定を行い,FNの固定化を確認した.またFN添加後のFET応答から,FN由来の負電荷が検出可能であることが示された.さらにFN固定化ゲートFETにMMP-2を添加後,ゲート上の負電荷量減少に由来すると考えられる応答が観測された.以上の成果に関して,国際学会(Biosesors2012)において口頭発表を行う予定である.

Simple rapid か つ な determination, デ バ イ ス の miniaturization, set product, お よ び Ann 価 な mass-produced が may と い っ た, 徴 を have す る electricity industry working fruit ト ラ ン ジ ス タ (FET) は, medical diagnosis チ ッ プ と し て の 応 with が expect さ れ て い る. FET に は principle, anti 応 検 appearance で あ る ゲ ー ト on に お け る charge - the を 検 す る. FET の 検 out タ ー ゲ ッ ト と し て, マ ト リ ッ ク ス メ タ ロ プ ロ テ ア ー ゼ (MMP) と い う タ ン パ ク qualitative decomposition enzyme を selected し た. MMP は carcinoma 発 raw の early the order に お い て membrane surface に 発 し, basal cell membrane を す る various コ ラ ー ゲ ン, プ ロ テ オ グ リ カ ン, sugar タ ン パ ク qualitative な ど す を decomposition る. こ こ で, 発 now early Duan Jie の MMPS を FET に よ り 検 out す る こ と で, cancer treatment of early の pointer が か つ simple に must ら れ る ツ ー ル の may establish が に な る と exam え ら れ る. This year は MMPS の 検 out に to け て, sugar タ ン パ ク qualitative の a で あ る フ ィ プ ロ ネ ク チ ン (FN) と, FN decomposition can have す を る MMP - 2 の group み close わ せ に with mesh し て beg を 検 into め た. Specific に は, negative charge を す る FN を ゲ ー ト に immobilized, MMP - 2 を add す る こ と で FN decomposition against 応 を up こ し, そ れ に with う ゲ ー ト の on negative charge disappear を FET 応 answer と し て 検 out す る gimmick を try み た. ま ず, 3 - ア ミ ノ プ ロ ピ ル ト リ エ ト キ シ シ ラ ン の yourself organized 単 molecular film, bridging tonic グ ル タ ル ア ル デ ヒ ド を modified し た SiO_2 substrate に FN を added after the interatomic force 顕 micromirror, X-ray photoelectron spectrometry, エ リ プ ソ メ ト リ ー, 蛍 light を い, FN の immobilized を confirm し た. ま た FN after adding の FET 応 answer か ら, FN origin の negative が 検 makes possible で あ る こ と が shown さ れ た. さ ら に F N immobilization ゲ ー ト FET に MMP - 2 を after adding ゲ ー ト の on negative charge less に origin す る と exam え ら れ る 応 answer が 観 measuring さ れ た. The above <s:1> results are related to に and て. The international society (Biosesors2012)にお て て orally expressed を and う approved である.

项目成果

Effect of pH on the Formation of Diastereomeric Copper Complex on a Homocysteine Monolayer Detected by Field Effect Transistor

场效应晶体管检测pH值对同型半胱氨酸单层非对映铜络合物形成的影响

• 发表时间: 2010
• 作者: D.Yamamoto;T.Nakanishim;T.Osaka
• 通讯作者: T.Osaka

Chiral Sensing Based on the Formation of Diastereomeric Copper Complex on a Self-Assembled Monolayer of Homocysteine on Gold

基于金上自组装单层同型半胱氨酸上形成非对映铜配合物的手性传感

• 发表时间: 2010
• 作者: T.Nakanishi;D.Yamamoto;T.Osaka
• 通讯作者: T.Osaka

Chiral sensing system based on the formation of diastereomeric metal complex on a homocysteine monolayer using field effect transistor

• DOI: 10.1016/j.electacta.2011.02.086
• 发表时间: 2011-11
• 期刊: Electrochimica Acta
• 影响因子: 6.6
• 作者: D. Yamamoto;T. Nakanishi;T. Osaka