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ダイヤモンドとインフル検査?

昨日は妻が入る前にお風呂のお湯を抜いてしまいました。

しばらく逆らえないでしょうが、本題です。

今回は応用物理学会誌2009年10月号pp.961-967から毛色の違う話題を。以下、タイトルと要旨のみ引用します。

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ダイヤモンドナノワイヤ電極を用いた高感度DNAセンサー

        上塚 洋

ダイヤモンドが優れた電気化学的性質を有していることを利用した電気化学的DNAセンサーに関する研究を行っている。ここでは、新しく開発した微細加工技術を用いて製造したダイヤモンドナノワイヤ電極表面によるDNA検出について紹介する。ナノワイヤ構造を用いて電気化学的な表面装飾を行うことにより、表面のプローブDNA分子密度を制御し、ナノメートルオーダーでの間隔で配置することに成功した。このようなDNAセンサー上で従来のものより2~3けたの高感度化に成功し、最高検出感度2 pMを達成した。また30回以上にわたるハイブリダイゼーションサイクルでもシグナルは劣化せず、ダイヤモンドDNAセンサーの高安定性を実証した。
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物理の専門家がバイオの分野に参入または転向することが最近増えてきているように感じます。そういえば、原子のレーザ冷却でノーベル賞を取ったSteven Chu先生も最近バイオ方面の研究をしていたように思います。大胆ですけど、こういうことも必要なんでしょうね。物理の専門家がバイオの分野でやるべきことは多いのでしょう。

さて、本編を読んでいくと、まあ見慣れない言葉がたくさん出てきます。ハイブリダイゼーション、デナチュレーション、クロスリンカー分子、Sulfo-SMCCなどなど。内容自体は意外とシンプルな気がしますが、私の専門とは全く分野がかみ合っていません。専門外のテーマを取り上げるのがこのブログの主旨ですから書いてはみますが、以下、「私はこう読み取った」ってくらいなものだと思ってください。

この研究では、ダイヤモンドの高硬度、化学安定性、表面装飾性、電極特性を利用している。ダイヤモンド基板上にDNAなどの生体物質を強く固定できる、電極として利用したときバックグラウンド電流が少なくなるなどの利点があるそうです。

さて、このDNAセンサーの原理ですが、まず1本鎖のDNAをダイヤモンド基板上に固定しておきます。そして、イオンを含んだ溶液にこの基板を入れて電流を流すのだろうと思います。このとき、溶液中に基板上のDNAと相補的なDNAがあると、お互いが結びついて2本鎖DNAになります。ここで、1本鎖のDNAよりも2本鎖のDNAが基板に付いている時のほうがDNAがダイヤモンド基板を覆う面積が増えるのでイオンが基板に到達する効率が下がります。そのため、電流が減少して溶液中のDNAが検出されるという仕組みだそうです。

さて、ダイヤモンド平面基板に一本鎖を固定するとどうなるかというと、むらがでたり、表面が完全に覆われて基板が電極としての用をなさなくなるから本来の性能を発揮することができない。そこで、10 nm=1/100,000mm位の間隔でDNAを配列すればよい、ということで基板に10 nm間隔のギザギザをつけたのだそうです。どうやったかというと、直径10 nmのダイヤモンド微粒子を基板上にばら撒いて上からドライエッチングで削るのだそうです。本編を読む限り、割と簡単に出来ますよ、ってアピールしているように読み取れます。確かに、リソグラフィー技術とか使ってないので、そんなに手間がかからなそうに見えます。結果として、金電極を用いたものと比較して100-1000倍の高感度化に成功したのだそうです。

本編では展望として、新型インフルエンザの検査についても言及しています。この手法がインフルの検査に使えるとは書いていないように思えますが、簡便に使えて短時間で検査できる手法を私も心待ちにしております。

さて、私の妻の専門は分子生物学なるバイオの分野なのですが、この手の話をしていると、当たり前ですが「完敗」です。昨日風呂を抜いてしまった引け目でちじこまりながら書きました。まあ、いいんです。どうせいじめられるの大好きだから。



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プロフィール

バラッくま

Author:バラッくま
色々あったのち東京深川在住の科学技術系の研究者。
クマに似ている。最近はカピバラにも似ている。
専門: 量子エレクトロニクスなど。
休みのときは、(有休を取ってまでして)落語、スキューバダイビング、スポーツ観戦(相撲など。両国が近いのでうれしい。)、音楽鑑賞などを少しずつ。

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