一次元ナノ構造体を利用した電界効果トランジスタによるオンチップバイオセンサ構築

使用一维纳米结构的场效应晶体管构建片上生物传感器

基本信息

批准号：
07F07072
负责人：
逢坂哲彌
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

バイオおよび医療分野で用いられるオンチップバイオセンサ等へのナノ粒子の適用を目的として、スペルミンなどの生物由来のポリアミンを利用したマグネタイト(Fe_3O_4)ナノ粒子の新規合成手法の開発を行ってきた。前年度は、マグネタイト(Fe_3O_4)ナノテトラポッド、ナノロッド、及びナノ粒子の温度制御によるナノ構造の合成ルートを確立した。本年度はナノ粒子の生体への応用の検討として、ナノ粒子の細胞内取り込みによる遺伝子導入能力の評価を行った。共焦点顕微鏡、蛍光標示式細胞分取器(FACS)、及び透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、乳癌細胞(MCF-7)の中へのマグネタイトナノ粒子の取り込み量が正常細胞である臍静脈内皮細胞(HUVE)のものよりはるかに多いことを示した。ナノ粒子の細胞中への選択的取り込みのためにはナノ粒子の表面設計、特に表面電荷が重要なパラメータであることを示した。ナノ粒子-DNA混合物の電気泳動において、Fe_3O_4-スペルミンでは結合させたDNAが解離するが、Fe_3O_4-キトサンではDNAの解離が見られず、安定した複合体が形成されることが示された。そこで、我々はFe_3O_4-キトサンナノ粒子を用いて、マウスES細胞と乳癌細胞(MCF-7)へのナノ粒子の取り込みの研究を行った。Fe_3O_4-キトサンナノ粒子分散液に緑色蛍光タンパク質の遺伝子をコードしたDNA(AcGFP-1-c)を添加し、異なるナノ粒子/DNA比のFe_3O_4-キトサン-DNAナノ粒子分散液をそれぞれの細胞に加えて培養し、形質転換したものが発する蛍光から評価したところ、形質転換細胞の割合はナノ粒子/DNA比の増加に伴って上昇した。緑色の蛍光は一週間以上全く強度を落とさなかった。このように本研究において、マグネタイトナノ粒子を用いて効果的に外部遺伝子を導入し細胞内に定着させるための系を確立した。

为了将纳米颗粒应用于医学领域中使用的生物和医疗领域，我们使用了使用生物多胺（例如精子）开发了一种新的磁铁矿（FE_3O_4）纳米颗粒的合成方法。在上一年，纳米结构的合成是通过纳米荚，纳米脚架和纳米颗粒的温度控制建立的。在这个财政年度，作为将纳米颗粒应用于生物体的考虑，通过纳米颗粒的细胞内进口能力评估了纳米颗粒。 UZU是乳腺癌细胞中磁托纳诺颗粒的正常细胞（MCF-7），使用co焦点显微镜，荧光标记的细胞分布式设备（FACS）和传播的电子显微镜（TEM）。远高于静脉内皮细胞（HUVE）。纳米颗粒的表面设计，尤其是表面电荷，是选择性地将纳米颗粒掺入细胞中的重要参数。在纳米颗粒 - DNA混合物的电子游泳运动中，Fe_3O_4-SPERMIN分离了，但显示出在Fe_3O_4-Chitosan中形成了稳定的复合物，在那里未看到DNA，并形成了稳定的复合物。因此，我们使用FE_3O_4-KITOSANNANO颗粒来研究纳米颗粒中的小鼠ES细胞和乳腺癌细胞（MCF-7）。 FE_3O_4-添加具有绿色荧光蛋白基因的Kitosannano颗粒DNA（ACGFP-1-C），并添加不同的纳米颗粒/DNA比FE_3O_3O_4-kitosan-kitosan-dna -DNA纳米粒子粒子分配溶液在每种细胞中进行培养并评估。通过转化的性状，由于纳米颗粒/DNA比的增加，转化细胞的比率增加。绿色荧光内没有一周以上的力量失去力量。在这项研究中，使用磁铁矿纳米颗粒建立了有效引入外部基因和固定固定的系统。