デジタル抗体デバイスの開発

本研究では, 電場の時空間パターンをコンピューターから自在に制御できるバーチャル電極ディスプレイを用いて, ディスプレイ表面近傍のDNA分子の機能性を操作することに挑戦した．本ディスプレイは，SiN薄膜を電場呈示面とし，薄膜裏面より低加速電子線を走査することで，自在な電場を動的に呈示できるシステムである．標的のLambda DNAにはYOYO-1で標識し，その過渡応答を同軸の蛍光顕微鏡で取得し評価した．YOYO-1分子は，dsDNAの塩基対間に静電相互作用で挿入され，このとき未結合分子より非常に強い蛍光を示す性質があるため，その挿入様式に従い蛍光強度とDNAの機械特性が変化することが予想される．本課題では，DNA分子の分子捕捉能と電場による制御性を確認するために，本ディスプレイを用いて，蛍光強度の変化からDNA/YOYO-1複合体の過渡的な機能変化を観測・評価し，電場呈示やYOYOー1濃度による影響を調査した．電場パターン呈示と共に一時的に蛍光消光するが，その後初期強度よりも強い蛍光強度へ回復することが確認された．このオーバーリカバリーは，電場印加時の電流密度と標識しているYOYO-1の対塩基比率が関係しており，呈示したバーチャル電極が，静電相互作用でDNAに結合する分子の結合状態をスイッチングすることに寄与することを示唆している．加えて，これらの実験を支援するために，バーチャル電極を自在に呈示するためのパターンジェネレータを構築し，インタラクティブにパターン呈示を変えられるシステムを構築した．

本研究では, 電場の時空間パターンをコンピューターから自在に制御できるバーチャル電極ディスプレイを用いて, ディスプレイ表面近傍のDNA分子の機能性を操作することに挑戦した．本ディスプレイは，SiN薄膜を電場呈示面とし，薄膜裏面より低加速電子線を走査することで，自在な電場を動的に呈示できるシステムである．標的のLambda DNAにはYOYO-1で標識し，その過渡応答を同軸の蛍光顕微鏡で取得し評価した．YOYO-1分子は，dsDNAの塩基対間に静電相互作用で挿入され，このとき未結合分子より非常に強い蛍光を示す性質があるため，その挿入様式に従い蛍光強度とDNAの機械特性が変化することが予想される．本課題では，DNA分子の分子捕捉能と電場による制御性を確認するために，本ディスプレイを用いて，蛍光強度の変化からDNA/YOYO-1複合体の過渡的な機能変化を観測・評価し，電場呈示やYOYOー1濃度による影響を調査した．電場パターン呈示と共に一時的に蛍光消光するが，その後初期強度よりも強い蛍光強度へ回復することが確認された．このオーバーリカバリーは，電場印加時の電流密度と標識しているYOYO-1の対塩基比率が関係しており，呈示したバーチャル電極が，静電相互作用でDNAに結合する分子の結合状態をスイッチングすることに寄与することを示唆している．加えて，これらの実験を支援するために，バーチャル電極を自在に呈示するためのパターンジェネレータを構築し，インタラクティブにパターン呈示を変えられるシステムを構築した．