ナノ構造に基づく多機能センサアレイの創成とハイスループットバイオ分子解析への展開

基于纳米结构的多功能传感器阵列的创建及其在高通量生物分子分析中的应用

基本信息

批准号：
09F09067
负责人：
民谷栄一
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09F09067/
关键词：
LSPR 干渉ラベルフリーバイオチップ

项目摘要

申請者の有する技術である金キャップナノ微粒子構造型LSPRバイオセンサーの利点として、非標識(ラベルフリー)に抗原抗体反応やDNAハイブリダイゼーション検出が可能であり、簡易な光学システムのみで気・液中共に明瞭な吸収スペクトルを示し、またその構造体はバラエティーに富んだフォーマット上に作製が可能である。本研究では、この利点を活かし、高機能型光学センサーアレイプラットフォームの構築、つまり、ナノ構造表面、マイクロ流体システムを集積した高機能型光学バイオセンサーアレイのプラットフォームの構築を検討した。具体的には、局在プラズモン共鳴(localized surface plasmon resonance, LSPR)技術を活用し、高感度・多機能フォトニックデバイスの検討のため、次の3点、(a)LSPR感度の向上手法の調査、(b)多機能計測の可能性、(c)多検体測定に向けた高感度LSPRチップのMEMSアレイ化の構築、について検討した。その結果、1年間の研究機関において、以下の光学ナノバイオセンサーの開発に成功した。(A)PCR増幅のラベルフリーなリアルタイム光学検出のためのナノ構造バイオチップを構築し、迅速なオンチップリアルタイム光学測定により、迅速な目的DNAの増幅と検出に成功した。(B)ラベルフリーな抗原抗体反応の光学計測のためのチオール化RNAアプタマーを固定化した金キャップなの構造基板を作製し、0.1ng/mLフィブリノゲンの高感度計測に成功した。(c)SiO2/Siおよび金ナノ粒子からなる多層フォトニック構造に基づく干渉-プラズモンカップリング光学バイオセンサーを構築し、ビオチン-アビジン反応のリアルタイム計測に成功した。

申请人拥有的一种技术，金帽纳米颗粒结构型LSPR生物传感器的优势在于，可以检测抗原 - 抗体反应和DNA杂交而无需标记（无标签），并且只有一种简单的光学系统才能在气体和液体中均具有清晰的光吸收光谱，并形成了各种形式。在这项研究中，我们利用了这一优势来研究高性能光传感器阵列平台的构建，即高性能光学生物传感器阵列的平台，该平台结合了纳米结构的表面和微流体系统。具体而言，为了考虑使用局部表面等离子体共振（LSPR）技术的高灵敏度，多功能光子设备，我们研究了以下三个点：（a）研究改善LSPR敏感性的方法，（b）多功能测量的可能性，以及（c）MEMS的构建高敏感性LSPR LSPR的构建。结果，以下光学纳米传感器在研究所成功开发了一年。（a）我们构建了一种纳米结构的生物芯片，用于无标记的PCR扩增的实时光学检测，并通过快速的芯片实时的实时光学测量成功地放大并检测了靶DNA。（b）用固定化的硫醇化RNA适体制造金帽结构底物，用于光学测量无标记的抗原抗体反应，并以0.1NG/mL纤维蛋白原的高灵敏度成功测量。（c）我们基于由SIO2/Si和Gold Nanoparpicles组成的多层光子结构构建了一个干扰 - 平面耦合光学生物传感器，并成功地实时测量了生物素 - 阿维丁反应。