一塩基遺伝子変異および特定タンパク質検出用ダイヤモンドトランジスタ

用于单核苷酸基因突变和特定蛋白质检测的金刚石晶体管

基本信息

批准号：
21655071
负责人：
川原田洋
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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-21655071/
关键词：
DNA 一塩基遺伝子変異アプタマー血小板由来成長因子 ATP アブタマー

项目摘要

1.ダイヤモンド表面での電解質溶液ゲートトランジスタ(SGFET)による高感度センサ化学修飾ダイヤモンド表面の電気化学的耐久性を見出し、溶液中での安定なFET動作を三確認し、従来のSiISFETよりも堅牢なセンサとなることを見出した(論文2)。ボロンデルタドーピングチャネル(厚み1-3nm)を(111)面で作製し、浅いTiC接合(学会1)でデルタドーピング層へのオーミック接合を可能とし、高性能FETセンサを作製した(学会9)。作製されたFETは、ホモエピタキシャルやヘテロエピタキシャルダイヤモンドのみならず、成膜が容易な多結晶ダイヤモンドでも、センサとしては十分な電気特性を示した(論文1,2,学会9)。2.微細化SGFETによる高感度一塩基遺伝子変異検出上記SGFETをナノサイズまで微細化して分子認識素子に発展させるため電子ビーム露光装置にてリソグラフィーの高精度化を図り、200nmサイズSGFETのチャネル(検出部)にDNAを固定し、一塩基違いによる電位変化を高精度で検出するのに成功した(学会1,4)。ソース、ドレイン、ゲート構造を有するダイヤモンド表面上に、局所酸化・フッ素化(局所絶縁化)によってサイドゲート絶縁領域を形成し、極細の導電性チャネル(水素終端)を残し、サイドゲートによる横方向からのドレイン電流制御を可能として参照電極がないin vivoセンサに発展させた。3.ダイヤモンド表面上のアプタマーによる血小板由来成長因子(platelet derived growth factor,PDGF)の検出ダイヤモンド表面上に固定されたDNAアプタマーにてPDGFの検出を蛍光法(論文3)およびSGFETによる電荷検出法(論文1)の両者で可能とし、FETによるタンパク質の再現性よい電荷検出に初めて成功した。ATPについても同様の結果を得ている。

1. 在金刚石表面使用电解质溶液栅极晶体管（SGFET）的高灵敏度传感器我们发现了化学改性金刚石表面的电化学耐久性，证实了 FET 在溶液中的稳定运行，并发现它比传统的 SiISFET 更坚固。它可以用作传感器（论文2）。在 (111) 面上制作了硼 δ 掺杂沟道（1-3 nm 厚），浅 TiC 结（会议 1）实现了与 δ 掺杂层的欧姆接触，从而创建了高性能 FET 传感器（会议 1）。 9).制造的 FET 显示出足够的电学特性，不仅适用于同质外延和异质外延金刚石，而且适用于易于形成的多晶金刚石（论文 1 和 2，会议 9）。 2.利用小型化SGFET进行高灵敏度单核苷酸基因突变检测为了将上述SGFET小型化至纳米尺寸并发展为分子识别元件，我们采用了电子束曝光系统来提高光刻精度，通道（检测我们成功地将DNA固定在DNA的碱基上，并以高精度检测由于单碱基差异而产生的潜在变化（会议1和4）。在具有源极、漏极和栅极结构的金刚石表面上，通过局部氧化和氟化形成侧栅极绝缘区域（局部绝缘），留下超薄导电沟道（氢终端），并从侧面我们开发了一种无需参比电极的体内传感器，可以控制传感器的漏极电流。 3.使用金刚石表面上的适体检测血小板衍生生长因子(PDGF) 使用固定在金刚石表面上的DNA适体检测PDGF，使用荧光法(论文3)和使用SGFET的电荷检测法(论文3)进行。这两篇论文使 1) 成为可能，并且我们首次成功使用 FET 对蛋白质进行可重复的电荷检测。 ATP 也获得了类似的结果。