フェロセンπ共役DNA-電極ナノコンタクト系の電気物性評価

二茂铁π共轭DNA电极纳米接触系统电学性能评价

基本信息

批准号：
20027005
负责人：
井上将彦
金额：
$ 2.56万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20027005/
关键词：
DNA フェロセンチオール電極連結官能基電荷輸送

项目摘要

テーラー・メイド医療の実現に向け、さまざまな生体分子を担持させた電気化学検出用チップが精力的に開発されている。それら検出用チップの多くは、生体分子の導電性をはじめその詳細な検出機構がブラックボックスのまま、盲目的に研究現場で使用されている。そこで本研究では、研究実施者が開発したDNA連結金電極を利用して、電極上にリンクしたDNAが示す電気物性を実験的に明らかにすることを目指した。特に電極界面における電荷輸送機構を精査し、ナノリンク分子の電気的特性を詳細に評価した。さらに、判明したメカニズムを活用し、生体分子の電気伝導性を詳細に評価できるシステムの創製を目指すとともに、有用な応用展開を試みた。本年度は前年度に引き続き、金電極上にSAM形成したDNAが示す電荷輸送機構の調査を行った。CVを利用したいくつかの検証を行った結果、DNA二重鎖の柔軟性に起因してフェロセンユニットが電極表面に近づき、電極と直接電荷の授受をする機構(Elastic Bendingモデル)であることが判明した。さらに、完全マッチ二重鎖と一塩基ミスマッチニ重鎖の柔軟性が異なり、その差をSWV測定でアウトプットすることで、電気化学的SNPs検出を行っていたことを明らかにした。続いて判明したメカニズムを活用し、SNPsジェノタイピングや塩基欠損・挿入多型の検出へと展開した。2電位応答を利用することでSNPsジェノタイピングを、また、バルジ二重鎖を利用することで塩基欠損・挿入多型の電気化学的検出を達成した。

为了实现量身定制的医疗服务，正在积极开发带有各种生物分子的电化学检测芯片。这些检测芯片中有许多盲目地用于研究地点，其详细检测机制仍然保持黑匣子，包括生物分子的电导率。因此，在这项研究中，我们旨在通过使用研究人员开发的DNA连接的金属电极来实验阐明与电极相关的DNA所展示的电性能。特别是，详细检查了电极界面处的电荷传输机制，并详细评估了纳米链分子的电性能。此外，通过利用显示的机制，我们旨在创建一个可以详细评估生物分子的电导率的系统，并尝试开发有用的应用。今年，在上一年之后，我们研究了金电极上形成的DNA指示的电荷传输机制。在使用CV进行了几次验证后，发现二革新单元由于DNA双链的灵活性而接近电极表面，并且它是一种机制（弹性弯曲模型），其中二封文单元直接将电荷与电极直接交换。此外，据透露，完美匹配的双链和单个碱基不匹配的重链的灵活性不同，并且通过SWV测量输出以检测电化学SNP。接下来，我们利用被发现的机制发展为SNP基因分型和基础缺乏和插入多态性的检测。使用两势响应，实现了SNP基因分型，并实现了凸起的双链体来电化学检测基础缺乏和插入多态性。