グラフェン表面修飾を利用した多種プローブ搭載マイクロ粒子による物質分離機能

使用配备有石墨烯表面改性的各种探针的微粒的材料分离功能

• 批准号: 22K04899
• 负责人: 上野 祐子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Chuo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04899/
• 关键词: マイクロ粒子; 酸化グラフェン; DNA; ハイブリダイゼーション; 吸着; センシング; グラフェン; バイオマーカー; シリカ粒子; 分子認識; センサー

本課題では、シリカマイクロ粒子の表面に、目的物質と吸着するプローブ(Ti)と、回収用基板に固定したリガンド（Ri）と結合するプローブ(Si)を同時に固定し、プローブの自在な機能発現制御によって目的物質の分離回収を可能とするシステムを実現することを目的とする。2022年度は、主としてシリカマイクロ粒子が基板上に固定される条件の検討を行った。プローブS1となるssDNAを修飾したシリカ粒子(粒径約10 μm)と、リガンドR1としてプローブS1の相補的配列を有するcDNAを修飾したガラス基板をそれぞれ作製し、R1修飾基板に流路を搭載してS1修飾シリカ粒子の分散液を流入し、流入前後の蛍光顕微鏡像から固定率を算出した。このときS1にはステムループ構造を持つssDNAを用いて、ステムが解離するとハイブリダイゼーションするようにcDNAの配列を設計し、ステム塩基対数が6および12の2条件を比較した。その結果、S1とR1のDNAのハイブリダイゼーションによってシリカ粒子をガラス基板への固定可能なことが分かった。またステム長が長いと解離しにくく、S1とR1とのハイブリダイゼーションが起こりにくいため、シリカ粒子の固定率が低下したことから、ステム長を変化させることで吸着相互作用の大きさが変化できることが分かった。またDNAのハイブリダイゼーション以外の分子アフィニティーペアの探索を行った。一例として、S2とR2にそれぞれアゾベンゼンおよびα-シクロデキストリンを用いた場合について検討している。また、修飾分子の足場となるグラフェンや酸化グラフェンと溶液中のイオンや低分子との吸着特性の検討も行っている。これらの知見を今後のシステムの設計指針に活かしていく。

The object of the present invention is to simultaneously immobilize and bind a target substance adsorbed on the surface of a particle and a recovery substrate, and to control the separation and recovery of the target substance. In 2022, the conditions for fixing particles on the substrate were discussed. S1 and R1 were modified by DNA, and the particle size was about 10 μm. The cDNA was modified by R1 and the alignment of S1 and R1 was modified by cDNA. The flow path of R1 modified substrate was loaded with the dispersion of S1 modified particles, and the fixation rate of S1 modified particles before and after the inflow was calculated. The sequence of cDNA was designed according to two conditions: the sequence of DNA was designed according to the sequence of DNA, and the sequence of DNA was designed according to the sequence of DNA. As a result, the DNA of S1 and R1 was isolated from the substrate. The length of the particle is reduced, and the adsorption interaction is reduced. The search for the missing piece of DNA For example, S2 and R2 may be used in combination with other fields. A study of adsorption properties of low molecular weight compounds in solution. The design guidelines for the future of this project are set out below.