Development of methods for controlling fluid dynamics of single molecules using gating nanopore devices

开发使用门控纳米孔装置控制单分子流体动力学的方法

• 批准号: 23681031
• 负责人: TANIGUCHI Masateru
• 金额: $ 17.22万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23681031/
• 关键词: ゲーティングナノポア; ナノポア; 単分子; 流動制御; 生体分子; １分子科学; １分子技術; ＤＮＡシークエンサー; 単分子流動; １分子解析技術; トンネル伝導; DNAシーケンサー; トンネル電流; 1分子科学; 1分子技術

The method, which is used to control the translocation speed of a single DNA and RNA molecule, is a key technology used for identifying base molecules with high accuracy and throughput. We developed surrounding gate nanopores, which consist of a gating nanopore and gate electrode. We demonstrated the calculated gate voltage dependence of the DNA translocation velocity, using theoretical simulations. In addition, in an effort to demonstrate the control method for the translocation speed using gate voltage, we fabricated a surrounding gate nanopore with a diameter of 20 nm. The translocation time was found to be 35 ms without a gate voltage. On applying a gate voltage of -0.5 V, we obtained slower translocation times of the order of approximately 350 ms, which is caused by the upward electro-osmotic flow. Thus, we demonstrated that surrounding gate nanopores can control the translocation speed of single DNA and RNA molecules using gate voltages.

该方法用于控制单个DNA和RNA分子的移位速度，是用于高精度和高通量鉴定碱基分子的关键技术。我们开发了包围栅纳米孔，其由门控纳米孔和栅电极组成。我们证明了计算的门电压依赖的DNA易位速度，使用理论模拟。此外，为了证明使用栅极电压的移位速度的控制方法，我们制造了直径为20 nm的环绕栅极纳米孔。在没有栅极电压的情况下，发现移位时间为35 ms。在施加-0.5V的栅极电压时，我们获得了约350 ms量级的较慢的移位时间，这是由向上的电渗流引起的。因此，我们证明了周围的栅极纳米孔可以使用栅极电压控制单个DNA和RNA分子的易位速度。

项目成果

Graphene/hexagonal boron nitride/graphene nanopore for electrical detection of single molecules

• DOI: 10.1038/am.2014.29
• 发表时间: 2014-06-01
• 期刊: NPG ASIA MATERIALS
• 影响因子: 9.7
• 作者: He, Yuhui;Tsutsui, Makusu;Kawai, Tomoji
• 通讯作者: Kawai, Tomoji

１分子科学と１分子デバイス

单分子科学和单分子装置

• 作者: Ryosuke Nakajima;Keisuke Shida;Toshiyuki Matsumoto;谷口 正輝
• 通讯作者: 谷口 正輝

１分子科学を用いるバイオナノデバイス

使用单分子科学的 Bionano 设备

• 作者: I.Kakeya;K.Sumida;S.Shinada;Y.Takamaru;Minoru Suzuki;K.Suga;K.Kindo;Syoji Ito,他計10名;谷口 正輝
• 通讯作者: 谷口 正輝

Single molecule electrical sequencing of DNA and microRNA

DNA 和 microRNA 的单分子电测序

• 发表时间: 2013
• 作者: Y. P. Liu;H、Idzuchi. Y. Fukuma;O Rousseau. Y Otani and W S;谷口正輝
• 通讯作者: 谷口正輝

1分子シークエンサーの開発

单分子测序仪的开发

• 发表时间: 2013
• 作者: 谷口正輝