WASEDA UNIVERSITY
              
 
 

 アプタマーを用いた生体分子の検出

( 文責: 明道 三穂 )

 

川原田研究室ではこれまで、ダイヤモンド表面にDNAを固定することで、電解質溶液ゲートFET(SGFET)によりSNPs(一塩基多型)の検出やpH測定を行なってきました。この技術を応用し、現在では、アプタマーと呼ばれる核酸分子をプローブとして基板表面に固定することで、特定の分子を検出するバイオセンサを実現することに成功しています。アプタマーとは、特定のターゲット分子にのみ特異的に結合する核酸分子のことで、この選択性をバイオセンサに応用する研究が進められています。アプタマーと同じ核酸分子だけでなく、現在ではタンパク質や細胞といった様々なものをターゲットとすることができます。

SGFETのゲート部分に固定したアプタマーがターゲット分子と結合すると、基板表面の電位の変化により電流値が変化します。この電流値のシフトを確認することで、ターゲット分子を検出することができます。アプタマーを利用したSGFETバイオセンサでは、Urea溶液によりアプタマーとターゲットとの結合を切り離すことで、検出を繰り返すことが可能です。またアプタマー自体が、化学的に合成しやすい、変性しにくいといった特徴を持っていることから、今後さらにバイオセンシング分野での応用が期待されます。

2011年
1) Y.Ishii, S.Tajima,H.Kawarada, "Aptasensor for Oncoprotein Platelet-Derived Growth Factor Detection on Functonalized Diamond Surface by Signal-Off Optical Method" Appl.Phys.Express, 4(2), 027001-1 ~ 027001-3 (2011) 
2) A.R.Ruslinda, H.Kawarada et al., "Human immunodeficiency virus trans-activator of transcription peptide detection via ribo nucleic acid aptamer on aminated diamond biosensor",Appl. Phys. Lett.,99(12), 123702-1~123702-3(2011)
3) H.Kawarada and A.R.Ruslinda, “Diamond electrolyte solution gate FETs for DNA and protein sensors using DNA/RNA aptamers” Phys. Status. Solidi A,208(9),2005~2016 (2011) 

2012年
3) X.Wang, H.Kawarada et al., “High Priority of Nanocrystalline Diamond as a Biosensing Platform”, Jpn. J. Appl. Phys. 51, No.9, 090125-1~090125-7 (2012)
4) X. Wang, H.Kawarada et al., “Effective Surface Functionalization of Nanocrystalline Diamond Films by Direct Carboxylation for PDGF Detection via Aptasensor”, ACS Appl. Mater. Interfaces, 4 (7), 3526~3534 (2012)
7) A.Rahim Ruslinda, H.Kawarada et al., “Highly sensitive detection of platelet-derived growth factor on a functionalized diamond surface using aptamer sandwich design”,Analyst,137(7),1692~1697(2012) 
13) A.Rahim Ruslinda, H.Kawarada et al., “Fluorescence-signaling aptasensor for ATP and PDGF detection on functionalized diamond surfaces”,J.Electrochem. Soc., 159(5), J182~J187(2012)

2013年
1) V.Penmatsa, , A. R. Rahim , M.Beidaghi,  H.Kawarada, C.Wang, “Platelet-derived growth factor oncoprotein detection using three-dimensional)carbon microarrays” Biosensors and Bioelectronics, 39(1), 118-123 (15 January 2013)
2) A. R. Rahim, H. Kawarada et al., “Effects of diamond-FET-based RNA aptamer sensing for detection of real sample of HIV-1 Tat protein”, Biosensors and Bioelectronics, 40(1), 277-282(15 February 2013)
10) V. Penmatsa, A.R. Ruslinda, M. Beidaghi, H. Kawarada, C. Wang,“Functionalized three-dimensional carbon microarrays for cancer biomarker detection (Conference Paper)”, ECS Transactions.,45(15):7-14( 2013)