キラル識別および生体分子検出のための有機単分子膜修飾電界効果トランジスタの開発

开发用于手性辨别和生物分子检测的有机单层修饰场效应晶体管

基本信息

批准号：
10J55572
负责人：
山本大輔
金额：
$ 0.9万
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：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

迅速かつ簡便な測定,デバイスの小型化・集積化,および安価な大量生産が可能といった特徴を有する電界効果トランジスタ(FET)は,医療用診断チップとしての応用が期待されている.FETは原理的に,反応検出場であるゲート上における電荷量変化を検出する.FETの検出ターゲットとして,マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)というタンパク質分解酵素を選定した.MMPは癌発生の初期最階において細胞膜表面に発現し,細胞基底膜を構成する各種コラーゲン,プロテオグリカン,糖タンパク質などを分解する.ここで,発現初期段階のMMPをFETにより検出することで,癌治療の指針が早期かつ簡便に得られるツールの確立が可能になると考えられる.本年度はMMPの検出に向けて,糖タンパク質の一種であるフィプロネクチン(FN)と,FN分解能を有するMMP-2の組み合わせに着目して検討を進めた.具体的には,負電荷を有するFNをゲート上に固定化後,MMP-2を添加することでFN分解反応を起こし,それに伴うゲート上の負電荷消失をFET応答として検出する手法を試みた.まず,3-アミノプロピルトリエトキシシランの自己組織化単分子膜,架橋剤グルタルアルデヒドを修飾したSiO_2基板上にFNを添加後,原子間力顕微鏡,X線光電子分光法,エリプソメトリー,蛍光測定を行い,FNの固定化を確認した.またFN添加後のFET応答から,FN由来の負電荷が検出可能であることが示された.さらにFN固定化ゲートFETにMMP-2を添加後,ゲート上の負電荷量減少に由来すると考えられる応答が観測された.以上の成果に関して,国際学会(Biosesors2012)において口頭発表を行う予定である.

现场效应晶体管（FET）的特征是快速，简单的测量，设备的微型化和整合以及低成本的质量产生，并有望用作医学诊断芯片。 FET检测到栅极上的电荷量变化，一个反应检测场。我们选择了一种称为基质金属蛋白酶（MMP）的蛋白水解酶作为FET的检测靶标。 MMP在癌症发育开始时在细胞膜表面表达，并分解构成细胞基底膜的各种胶原蛋白，蛋白聚糖，糖蛋白等。通过在使用FET的早期表达阶段检测MMP，人们认为可以建立可以获得早期且方便的癌症治疗指南的工具。今年，为了检测MMP，我们将旨在检测具有FN分辨率的MMP和M。我们专注于MP-2的组合。具体而言，我们尝试使用一种方法，其中FN分解反应通过将带负电荷的FN固定在栅极上，然后添加MMP-2来检测栅极上带来的负电荷损失作为FET响应。首先，将FN添加到3-氨基丙基三乙氧基硅烷的自组装单层中，SIO_2底物用交叉链接器戊二醛修饰，然后将原子力显微镜修饰。 X射线光电子光谱，椭圆法和荧光测量结果证实了FN的固定化。此外，添加FN后的FET响应表明可以检测到来自FN的负电荷。此外，在将MMP-2添加到FN-IMMMOBILIZED GATE FET中后，观察到栅极上负电荷量减少引起的响应。关于上述结果，将在国际科学学会（Biosers 2012）进行口头介绍。