高温超伝導SQUIDを用いたDNA分子の高感度検出法の検討

高温超导SQUID高灵敏度DNA分子检测方法研究

基本信息

批准号：
12016206
负责人：
桂進司
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12016206/
关键词：
SQUID 高温超伝導 DNAチップ磁気標識磁性体微粒子

项目摘要

近年のゲノム解析の進歩に伴い、ヒト個人による塩基配列の違いを高速に解析する技術の開発が求められている。従来、塩基配列の相違は試料DNAと標識された既知DNAとハイブリッド形成をさせることにより検出されてきたが、既知DNAの標識方法として用いられてきた蛍光標識法、酵素標識法、放射性同位元素標識法などの方法が用いられてきたが、感度、安定性などで欠点があることが知られている。そこで、本研究では既知DNAを磁性体微粒子により標識することにより、高温超伝導SQUIDを用いて特定の塩基配列を持つDNA分子を検出するシステムを開発することを試みた。既知DNAをアレイ状に配列したDNAチップのモデルを作成するために、まず、真空蒸着によりガラス基板上に金のパターンを作成し、チオール基を持つビオチンを金表面上に固定した。その後、ビオチン結合部位を持つストレプトアビジンを加え、さらにビオチンで修飾されたDNAを固定した。その際、他の末端にはDigoxigeninで標識し、抗Digoxigenin抗体を用いてDNA分子に磁気微粒子を結合した。作成したDNAチップを蛍光顕微鏡で確認した上で、平成11年度に開発した磁気微粒子検出システムを用いて測定した。その結果、DNAを固定した部分と信号強度が高い部分が一致し、また、DNA吸着量と信号強度がほぼ比例する結果が得られた。このことは磁気標識されたDNAをSQUID磁気センサにより検出できることを示している。

随着基因组分析的最新进展，需要开发能够快速分析个体之间碱基序列差异的技术。以往，通过将样品DNA与标记的已知DNA杂交来检测碱基序列的差异，但已知使用荧光标记、酶标记、放射性同位素标记等方法来标记已知DNA。在灵敏度、稳定性等方面存在缺陷。因此，在本研究中，我们试图开发一种系统，通过用磁性粒子标记已知的DNA，使用高温超导SQUID来检测具有特定碱基序列的DNA分子。为了创建一个将已知 DNA 排列成阵列的 DNA 芯片模型，他们首先通过真空蒸发在玻璃基板上创建金图案，然后将具有硫醇基团的生物素固定在金表面上。然后，添加具有生物素结合位点的链霉亲和素，将生物素修饰的DNA进一步固定化。此时，另一端被地高辛标记，并且使用抗地高辛抗体将磁性颗粒与DNA分子结合。使用荧光显微镜确认制备的DNA芯片后，使用1999年开发的磁粉检测系统进行测量。结果发现，固定有DNA的区域与高信号强度的区域相匹配，并且吸附的DNA量几乎与信号强度成正比。这表明SQUID磁传感器可以检测到磁性标记的DNA。