WASEDA UNIVERSITY |
ダイヤモンドSGFETを利用したバイオセンサの概要 (文責: 古川 慧) |
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当研究室で扱っているダイヤモンドトランジスタは溶液中の動作が可能なので、その特徴を生かしバイオセンサとして応用するための研究を行っています。バイオセンサとしての利用の幅は広く、当研究室でも多くのセンサを作製し評価をしています。詳細は各研究者のページでご説明するとして、ここではその基礎となるダイヤモンドトランジスタのご紹介をしたいと思います。 バイオセンサとは? バイオセンサの定義はさまざまあり、たとえば生物の持つ高度な機能を再現したものだったり、生体分子を利用したものだったりします。検出の仕方も蛍光標識を付けてその光によって検出対象を見たり(小さくて肉眼では見えないため)、電流や光の変化を検知して検出したりと多種多様です。 |
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電荷検出型のセンサの特長は? 溶液中に存在する検出対象をダイレクトに検出できます。たとえばDNAの検出ですと、普通は蛍光標識を導入し、蛍光顕微鏡という暗室でしか使えない装置で見なくてはなりません。また、蛍光標識には放射能を持つものもあり取り扱いもコストも大変です。その他の方法でも装置が大がかりで技術が必要だったり、コストが高かったりします。しかし、電荷検出型では溶液中の電荷の変化をそのまま特別なことをしなくても検出することができ、ソースメーターさえあればどこでも誰でも簡単に使用することができます。また、後述するようなダイヤモンドおよびFETならではの利点もあります。 |
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ダイヤモンドを使うことの利点は? 第一は非常に安定な物質であるということです。ご存じの通り世界一硬い物質ですが、それは科学的に言えば安定という特徴の一つです。パソコンの中などにあるトランジスタが水の中で動くというのは不思議な感じがしますが、それもこの安定性のなせる業なのです。普通、電気を流すものを水中で使うとなると、水中に電気が漏れたり、溶液そのものに化学反応を引き起こしたりするものなのですが、ダイヤモンドはこの安定性の為にそうしたことがほとんど起こりません。こういった特徴を電位窓が広いと言ったりします。 |
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何が検出できる? 当研究室ではこれまで、SGFETのpHとハロゲンイオンへの感応性の調査、およびゲートに酵素を固定したグルコースセンサ、尿素センサの開発に成功しています。現在はDNAやRNA、カルシウムイオンなどの検出を研究しています。また、細胞を使った新しいセンサの開発にも着手し始めました。個々の研究に関しては、個別のページにその説明を譲ります。 今後の可能性は? 検出対象となる物質はまだまだたくさんあります。ゲートに固定するものを換えるだけで様々なものを検出できるので、これからも検出対象を拡大していきます。 |
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