機械的メタマテリアルとDNAゲルの融合による生化学構造色センサの高感度化

结合机械超材料和DNA凝胶提高生化结构颜色传感器的灵敏度

• 批准号: 21K18164
• 负责人: 尾上 弘晃
• 金额: $ 16.64万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18164/
• 关键词: DNAゲル; 構造色センサ; 機械的メタマテリアル; 生化学センサ; DNAアプタマー

本年度は下記の一項目の課題を中心に研究を進めた。(3) DNAアプタマーゲルの理論設計と評価：DNAアプタマーのライブラリを参照し、対象物質の結合により大きな構造変形を起こすDNAアプタマーゲルの理論設計および評価を行った。具体的にはヒスタミンの核酸アプタマーを用い、アプタマーに相補的なssDNAをヒスタミンによる乖離によりssDNAの放出を行った。このssDNAをトリガーとし、カスケード連鎖伸長反応による膨潤可能なDNA-アクリルアミドゲルを設計した。両末端がビニル基により修飾されている相補的DNA配列を設計し、アクリルアミドモノマーおよび架橋剤BISと混合した。光重合開始剤を混合することでUVによりゲル化するゲルを設計した。実際に電気泳動によりこれらのアプタマーとDNAの連鎖伸長反応を確認した。次にガラス基板上にDNA-アクリルアミドゲルを光重合により形成した。形成にはマスクレス露光装置を利用したフォトリソグラフィーを用い、直径100-1000 マイクロメートル程度、厚さ100 マイクロメートルのディスク上のゲル素子とした。ガラス基板はシランカップリング剤による表面処理によりビニル基修飾を行った。このゲル素子に対しヒスタミン暴露することで、およそ12時間後に直径が2倍程度まで膨潤することが確認された。これにより、核酸アプタマーによるヒスタミンの補足と、ssDNAの放出からDNAゲルの連鎖伸長反応が統合できることを確認した。これにより正化学物質を補足し膨潤するゲルの構築に成功した。

This year, we will record the progress of a project and research center. (3)The theoretical design and evaluation of DNA fragmentation: DNA fragmentation, DNA fragmentation, DNA fragmentation and DNA fragmentation The specific DNA sequence is the sequence of DNA sequences. The ssDNA chain is designed to expand and expand the DNA chain. DNA alignment design and modification of terminal DNA base and bridging agent The light source is mixed with the UV light source. The DNA chain reaction was confirmed. The next step is to create a DNA-based photo-overlap on the substrate. To form a light exposure device, the diameter is 100-1000 mm, and the thickness is 100 mm. The surface treatment of the substrate is based on the surface treatment of the substrate. This is the first time that a person has been exposed to a virus for 12 hours and the diameter of the virus has doubled. The DNA sequence of the DNA sequence was identified by DNA sequencing. The construction of this system is successful.

项目成果

構造色ハイドロゲル搭載型マイクロロボット

配备结构彩色水凝胶的微型机器人

• 发表时间: 2021
• 作者: Koki Yoshida;Hiroaki Onoe;吉田光輝，尾上弘晃
• 通讯作者: 吉田光輝，尾上弘晃

Mechanically magnified sensitivity enhancement with micro-step substrate for eye-recognizable structural-color hydrogel biochemical sensors

使用微步基底增强机械放大灵敏度，用于肉眼可识别的结构色水凝胶生化传感器

• 发表时间: 2022
• 作者: Shota Yamawaki;Hiroaki Onoe
• 通讯作者: Hiroaki Onoe