JP2016045032A - Biomolecule detection element - Google Patents
Biomolecule detection element Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016045032A JP2016045032A JP2014168187A JP2014168187A JP2016045032A JP 2016045032 A JP2016045032 A JP 2016045032A JP 2014168187 A JP2014168187 A JP 2014168187A JP 2014168187 A JP2014168187 A JP 2014168187A JP 2016045032 A JP2016045032 A JP 2016045032A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molecule
- aptamer
- graphene
- biomolecule
- biomolecule detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
Description
本発明は、目的とする生体分子を検出する生体分子検出分子を備える生体分子検出素子に関する。 The present invention relates to a biomolecule detection element including a biomolecule detection molecule for detecting a target biomolecule.
生体分子検出方法には、検出対象となる標的生体分子を選択的に認識する生体分子検出分子を用い、生体分子検出分子と標的生体分子である例えばタンパク質との結合によって起こる分子構造の変化や反応物質の生成などの化学現象を、光や電気などの信号に変換して検出する方法がある。この方法で用いられる生体分子検出分子としては、生体由来の分子（核酸，アミノ酸，抗体，核酸，脂質，糖鎖，イオンチャネルなど）がある。標的生体分子と生体分子検出分子との結合によって起こる生体分子検出分子の特異的な構造変化を利用することで、標的生体分子との高い選択性を確保することができる。 In the biomolecule detection method, a biomolecule detection molecule that selectively recognizes a target biomolecule to be detected is used, and a change in molecular structure or reaction caused by binding of the biomolecule detection molecule to a target biomolecule, such as a protein. There is a method for detecting a chemical phenomenon such as generation of a substance by converting it into a signal such as light or electricity. Biomolecule detection molecules used in this method include biological molecules (nucleic acid, amino acid, antibody, nucleic acid, lipid, sugar chain, ion channel, etc.). By utilizing the specific structural change of the biomolecule detection molecule caused by the binding between the target biomolecule and the biomolecule detection molecule, high selectivity with the target biomolecule can be ensured.
構造変化を利用した生体分子検出分子の例として、標的生体分子との結合により構造変化するアプタマー（標的生体分子に特異的に結合する核酸またはペプチドから構成されるリガンド）を用いることができる。アプタマーは、一般的に、特定の標的生体分子との結合によってある特定の構造へと変化することが知られている、さらに、配列設計により、構造変化後のアプタマーの構造を精密に設計できることも知られている。アプタマーの標的生体分子としては、多岐にわたる生体分子が開示されており、例えば、各種タンパク質，酵素，ペプチド，抗体，レセプター，ホルモン，アミノ酸，抗生物質、また、その他の種々の化合物などが報告されている（非特許文献１参照）。 As an example of a biomolecule detection molecule using structural change, an aptamer (ligand composed of a nucleic acid or a peptide that specifically binds to the target biomolecule) whose structure is changed by binding to the target biomolecule can be used. Aptamers are generally known to change to a specific structure by binding to a specific target biomolecule. Furthermore, the structure of aptamers after structural changes can be precisely designed by sequence design. Are known. A variety of biomolecules have been disclosed as aptamer target biomolecules. For example, various proteins, enzymes, peptides, antibodies, receptors, hormones, amino acids, antibiotics, and other various compounds have been reported. (See Non-Patent Document 1).
アプタマーを利用した生体分子検出法においては、アプタマーの構造変化を検出可能な信号に変換する手法として、アプタマーの予め設計した部位に種々のシグナル分子を修飾（付加）することが有用である。シグナル分子を修飾したアプタマーが標的生体分子との複合体を形成すると、シグナル分子とセンサ感部となる物質との距離が変化して出力される信号が変化するため、検出可能な信号変化として検知することが可能となる。ここで用いられるシグナル分子は、検出方法によって異なる。例えば、蛍光検出を用いる場合、シグナル分子としては各種の蛍光分子を用い、センサ感部には酸化グラフェンなどの蛍光クエンチャー（励起エネルギー吸収物質）を用いることができる（非特許文献２参照）。 In a biomolecule detection method using an aptamer, it is useful to modify (add) various signal molecules to a predesigned site of the aptamer as a technique for converting a structural change of the aptamer into a detectable signal. When an aptamer modified with a signal molecule forms a complex with a target biomolecule, the distance between the signal molecule and the substance that acts as the sensor changes, and the output signal changes. It becomes possible to do. The signal molecule used here varies depending on the detection method. For example, when fluorescence detection is used, various fluorescent molecules can be used as the signal molecule, and a fluorescent quencher (excitation energy absorbing substance) such as graphene oxide can be used for the sensor sensitive part (see Non-Patent Document 2).
蛍光分子は、センサ感部との距離が遠くなると、センサ感部によるクエンチング効率が低下する。この状態は、例えば、蛍光顕微鏡などを用いることで観察（検出）できる。蛍光分子をシグナル分子として用いる構成では、標的生体分子とアプタマーとの複合体形成による、蛍光分子とセンサ感部とが離間したことによる発光強度の増加を用いて検出を行う（非特許文献３参照）。このため、標的生体分子を検出する前の初期段階では、アプタマーに修飾されている（結合している）蛍光分子を可能な範囲でセンサ感部の近傍に配置し、クエンチング効率が最大となっていることが望ましい。一方で、アプタマーが標的生体分子と複合体を形成した後は、クエンチングが起こらない距離に蛍光分子がセンサ感部から遠ざかることが望ましい。 As the distance between the fluorescent molecule and the sensor sensitive part increases, the quenching efficiency of the sensor sensitive part decreases. This state can be observed (detected) by using, for example, a fluorescence microscope. In the configuration using a fluorescent molecule as a signal molecule, detection is performed using an increase in emission intensity due to the separation of the fluorescent molecule and the sensor sensitive part due to the formation of a complex between the target biomolecule and the aptamer (see Non-Patent Document 3). ). For this reason, in the initial stage before the detection of the target biomolecule, the fluorescent molecule modified (bound) to the aptamer is arranged as close as possible to the sensor-sensing part to maximize the quenching efficiency. It is desirable that On the other hand, after the aptamer forms a complex with the target biomolecule, it is desirable that the fluorescent molecule is moved away from the sensor sensitive part at a distance where quenching does not occur.
上述した生体分子検出分子による検出方法に対応し、センサ感部としての酸化グラフェンを固体表面に固定化して検出素子とする技術が開発されている（特許文献１参照）。この技術では、酸化グラフェンの小片が分散した水分散液として用いる非特許文献３の技術とは異なり、固体表面に固定化された酸化グラフェンの表面を、接着分子−アプタマー−蛍光色素の順に化学結合した生体分子検出用分子で修飾している。生体分子検出素子が固体表面に固定化されているため、マイクロ流路の搭載が可能であり、複数の試料を同時に検出でき定量的な比較が可能であるなどの利点を持っている。 Corresponding to the detection method using the above-described biomolecule detection molecule, a technology has been developed in which graphene oxide as a sensor sensitive part is immobilized on a solid surface to form a detection element (see Patent Document 1). In this technique, unlike the technique of Non-Patent Document 3 used as an aqueous dispersion in which small pieces of graphene oxide are dispersed, the surface of graphene oxide immobilized on a solid surface is chemically bonded in the order of adhesion molecule-aptamer-fluorescent dye. Modified with biomolecule detection molecules. Since the biomolecule detection element is immobilized on the solid surface, it is possible to mount a microchannel, and it has the advantage that a plurality of samples can be detected simultaneously and a quantitative comparison can be made.
特許文献１では、酸化グラフェンを固体表面に固定するために、酸化グラフェンの水分散液を固体表面に塗布する方法が用いられている。ここで、このようなセンサ動作は、酸化グラフェン表面のみで行われるため、酸化グラフェンの被覆率とシグナル強度が比例関係にある。また、一層と二層以上が重なった部位とでは、検出感度が異なる。これらのことは、酸化グラフェンの被覆率が異なる場合、検出対象物の定量比較が不可能となることを意味する。従って、より正確な検出のためには、酸化グラフェンが固体表面を高い密度で、理想的には固体表面の露出部位がないように、一層で覆うことが重要である。 In Patent Document 1, a method of applying an aqueous dispersion of graphene oxide to a solid surface is used in order to fix the graphene oxide to the solid surface. Here, since such a sensor operation is performed only on the surface of graphene oxide, the coverage of graphene oxide and the signal intensity are in a proportional relationship. In addition, the detection sensitivity is different between a portion where one layer and two or more layers overlap. These means that when the coverage of graphene oxide is different, quantitative comparison of the detection target is impossible. Therefore, for more accurate detection, it is important that the graphene oxide cover the solid surface with a high density, ideally with no exposed sites on the solid surface.
しかしながら、通常の酸化グラフェンには寸法のばらつきがあり、最大で約１００μｍ四方、小さいものは数十ｎｍ四方のものが含まれる。酸化グラフェンの形状不均一性および塗布プロセスの不均一性から、酸化グラフェンが敷き詰められておらず固体表面が露出した領域、あるいは酸化グラフェンが二層以上に重なった領域が無い、酸化グラフェン一層での被覆率１００％の固体表面を作製するのは極めて困難である。このため、上述した技術では、より正確な検出ができない場合があるという問題があった。 However, normal graphene oxide has dimensional variations, and includes a maximum of about 100 μm square and a small one of several tens of nm square. Due to the non-uniform shape of graphene oxide and the non-uniformity of the coating process, the graphene oxide layer is not spread and there is no area where the solid surface is exposed, or there is no area where graphene oxide overlaps two or more layers. It is extremely difficult to produce a solid surface with a coverage of 100%. For this reason, the above-described technique has a problem that more accurate detection may not be possible.
さらに、特許文献１の方法においては、酸化グラフェンに対する接着分子としてベンゼン環が複数結合した分子、例えばベンゼンおよび多環芳香族分子（ナフタレン，アントラセン，テトラセン，ペンタセン，フェナントレン，ピレン，ペリレン，コロネン）、が用いられている。これらの接着分子は、酸化グラフェンに含まれるグラフェン様構造部位に作用し、生体分子検出用分子を酸化グラフェン表面に固定する役割を担う。 Further, in the method of Patent Document 1, a molecule in which a plurality of benzene rings are bonded as adhesion molecules to graphene oxide, for example, benzene and polycyclic aromatic molecules (naphthalene, anthracene, tetracene, pentacene, phenanthrene, pyrene, perylene, coronene), Is used. These adhesion molecules act on a graphene-like structure site contained in graphene oxide, and play a role of fixing biomolecule detection molecules on the surface of graphene oxide.
酸化グラフェンは、酸化されたアモルファス構造部位とグラフェン様構造部位とがモザイク状に混在した構造を有している。感度の向上には、より多くの生体分子検出用分子で酸化グラフェンを修飾することが重要となる。しかしながら、酸化グラフェンをセンサ感部として用いると、修飾する分子数密度の最大値が、酸化グラフェン中のグラフェン様構造部位の割合によって制限されるという課題があった。 Graphene oxide has a structure in which oxidized amorphous structure portions and graphene-like structure portions are mixed in a mosaic pattern. In order to improve sensitivity, it is important to modify graphene oxide with more biomolecule detection molecules. However, when graphene oxide is used as the sensor sensitive part, there is a problem that the maximum value of the number density of molecules to be modified is limited by the ratio of the graphene-like structural sites in the graphene oxide.
上述したように、アプタマーによる生体分子検出分子のセンサ感部に酸化グラフェンを、固体表面に固定して検出に用いる場合、正確な検出ができず、また、高い感度の検出ができないという問題があった。 As described above, when graphene oxide is immobilized on a sensor-sensitive part of a biomolecule detection molecule by an aptamer and used for detection, there is a problem that accurate detection cannot be performed and high sensitivity cannot be detected. It was.
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、アプタマーによる生体分子検出分子のセンサ感部を固体表面に固定した検出素子で、より正確でより高い感度の検出ができるようにすることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a detection element in which a sensor-sensitive part of a biomolecule detection molecule by an aptamer is fixed on a solid surface, and can detect more accurately and with higher sensitivity. The purpose is to be able to.
本発明に係る生体分子検出素子は、検出対象の生体分子と特異的に結合するアプタマーと、アプタマーの一端に結合し、出力される蛍光がセンサ感部との距離に対応して変化する蛍光色素分子からなるシグナル分子と、アプタマーの他端に結合してアプタマーとセンサ感部とを接着する接着分子と、アプタマー，シグナル分子，接着分子からなる生体分子検出分子が、接着分子で接着しているグラフェンから構成されたセンサ感部と、センサ感部が固定される基体とを備える。 The biomolecule detection element according to the present invention includes an aptamer that specifically binds to a biomolecule to be detected, a fluorescent dye that binds to one end of the aptamer, and the output fluorescence changes in accordance with the distance from the sensor sensing part. A signal molecule consisting of molecules, an adhesion molecule that binds to the other end of the aptamer and adheres the aptamer to the sensor sensitive part, and a biomolecule detection molecule consisting of the aptamer, signal molecule, and adhesion molecule are adhered by the adhesion molecule. A sensor-sensitive part made of graphene and a base body to which the sensor-sensitive part is fixed.
上記接着分子は、ピレンが骨格に含まれていればよい。また、接着分子は、ピレンブチル酸であればよい。 The adhesion molecule only needs to contain pyrene in the skeleton. The adhesion molecule may be pyrene butyric acid.
以上説明したことにより、本発明によれば、アプタマーによる生体分子検出分子のセンサ感部を固体表面に固定した検出素子で、より正確でより高い感度の検出ができるという優れた効果が得られる。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an excellent effect that more accurate and higher sensitivity can be detected with the detection element in which the sensor-sensitive part of the biomolecule detection molecule by the aptamer is fixed to the solid surface.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態における生体分子検出素子の構成を示す構成図である。この生体分子検出素子は、生体分子検出分子１００，グラフェンから構成されたセンサ感部１１１，およびセンサ感部１１１が固定される基体１１２から構成されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a biomolecule detection element according to an embodiment of the present invention. This biomolecule detection element is composed of a biomolecule detection molecule 100, a sensor sensitive part 111 made of graphene, and a base body 112 to which the sensor sensitive part 111 is fixed.
生体分子検出分子１００は、検出対象の生体分子と特異的に結合するアプタマー１０１と、アプタマー１０１の一端に結合し、出力される蛍光がセンサ感部との距離に対応して変化する蛍光色素分子からなるシグナル分子１０２と、アプタマー１０１の他端に結合してアプタマー１０１とセンサ感部とを接着する接着分子１０３とを備える。なお、「アプタマー」は、検出対象の生体分子と特異的に結合する部分のことを示すものとする。 The biomolecule detection molecule 100 includes an aptamer 101 that specifically binds to a biomolecule to be detected, and a fluorescent dye molecule that binds to one end of the aptamer 101 and whose output fluorescence changes according to the distance from the sensor sensing part. And an adhesion molecule 103 that binds to the other end of the aptamer 101 and adheres the aptamer 101 and the sensor sensitive part. The “aptamer” indicates a part that specifically binds to a biomolecule to be detected.
上述した実施の形態における生体分子検出素子では、グラフェンから構成されたセンサ感部１１１が、蛍光色素分子からなるシグナル分子１０２の蛍光クエンチャーとして機能し、シグナル分子１０２とセンサ感部１１１との距離の変化が、電気信号の変化として検出できる。 In the biomolecule detection element in the above-described embodiment, the sensor sensitive part 111 made of graphene functions as a fluorescence quencher of the signal molecule 102 made of a fluorescent dye molecule, and the distance between the signal molecule 102 and the sensor sensitive part 111. Can be detected as a change in the electrical signal.
また、接着分子１０３は、センサ感部１１１に物理吸着する分子から構成すればよい。例えば、センサ感部１１１は、炭素材料であるグラフェンから構成されているので、接着分子１０３は、ベンゼンおよび多環芳香族分子（ナフタレン，アントラセン，テトラセン，ペンタセン，フェナントレン，ピレン，ペリレン，コロネン）が骨格に含まれている分子であればよい。これら分子であれば、炭素材料であるグラフェンに吸着（接着）させることができる。また、接着分子１０３は、グラフェンからなるセンサ感部１１１に化学的に結合する分子であってもよい。 Further, the adhesion molecule 103 may be composed of a molecule that physically adsorbs to the sensor sensitive part 111. For example, since the sensor sensitive part 111 is made of graphene, which is a carbon material, the adhesion molecule 103 is composed of benzene and polycyclic aromatic molecules (naphthalene, anthracene, tetracene, pentacene, phenanthrene, pyrene, perylene, coronene). Any molecule included in the skeleton may be used. These molecules can be adsorbed (adhered) to graphene, which is a carbon material. Further, the adhesion molecule 103 may be a molecule that is chemically bonded to the sensor sensitive part 111 made of graphene.
本実施の形態における生体分子検出素子では、図２に示すように、アプタマー１０１が検出対象の生体分子２０１との複合体を形成した場合も、アプタマー１０１は接着分子１０３によりセンサ感部１１１に接着しているので、生体分子検出分子１００が、センサ感部１１１より脱離することがない。この結果、上述したように複合体が形成される状態となっても、シグナル分子１０２より出力される信号は、センサ感部１１１の箇所で検出可能であり、シグナル分子１０２とセンサ感部１１１との距離の変化によって生じる検出信号は、センサ感部１１１表面近くで検出することができる。 In the biomolecule detection element according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, even when the aptamer 101 forms a complex with the biomolecule 201 to be detected, the aptamer 101 adheres to the sensor sensing part 111 with the adhesion molecule 103. Therefore, the biomolecule detection molecule 100 is not detached from the sensor sensing part 111. As a result, even if a complex is formed as described above, the signal output from the signal molecule 102 can be detected at the sensor sensitive part 111, and the signal molecule 102, the sensor sensitive part 111, The detection signal generated by the change in the distance can be detected near the surface of the sensor sensing unit 111.
例えば、基体１１２は、チップ型のデバイスの検出面となる基板であり、この検出面において、生体分子検出分子１００を用いた生体分子の検出が可能となる。 For example, the substrate 112 is a substrate that serves as a detection surface of a chip-type device, and on this detection surface, biomolecules can be detected using the biomolecule detection molecule 100.
ここで、本発明は、発明者らの鋭意の検討により、グラフェンが、酸化グラフェンと同様に、蛍光を高効率にクエンチする効果を有するという知見をもとになし得たものである。蛍光分子（蛍光色素分子）からシグナル分子１０２を構成した生体分子検出分子１００では、センサ感部１１１が、蛍光クエンチャー（励起エネルギー吸収物質）から構成されていることが重要となる。従来では、酸化グラフェンは、蛍光クエンチャーとなることは知られていたが、グラフェンが蛍光クエンチャーとして用いることは知られていなかった。これに対し、発明者らは、グラフェンが、蛍光クエンチャーとして機能することを見いだした。 Here, the present invention has been made based on the knowledge that graphene has an effect of quenching fluorescence with high efficiency in the same manner as graphene oxide, as a result of diligent studies by the inventors. In the biomolecule detection molecule 100 in which the signal molecule 102 is composed of the fluorescent molecule (fluorescent dye molecule), it is important that the sensor sensitive part 111 is composed of a fluorescent quencher (excitation energy absorbing substance). Conventionally, it has been known that graphene oxide is a fluorescent quencher, but it has not been known that graphene is used as a fluorescent quencher. In contrast, the inventors have found that graphene functions as a fluorescence quencher.
ここで、グラフェンは、全体が炭素原子の二重結合（ｓｐ2混成軌道）でできた蜂の巣状の構造を有しており、ナフタレン，アントラセン，テトラセン，ペンタセン，フェナントレン，ピレン，ペリレン，コロネンなどによる接着分子１０３を、表面のいたるところに接着できる。従って、グラフェンは、生体分子検出分子１００の固定に適しており、グラフェンから構成したセンサ感部１１１によれば、センサ感部１１１の全域を、生体分子検出分子１００で修飾することが容易である。 Here, graphene has a honeycomb-like structure entirely composed of double bonds of carbon atoms (sp 2 hybrid orbitals), and is composed of naphthalene, anthracene, tetracene, pentacene, phenanthrene, pyrene, perylene, coronene, etc. The adhesion molecule 103 can be adhered to any part of the surface. Therefore, graphene is suitable for immobilizing the biomolecule detection molecule 100, and according to the sensor sensitive part 111 made of graphene, it is easy to modify the entire area of the sensor sensitive part 111 with the biomolecule detection molecule 100. .
また、グラフェンは、一層のみで大面積に製造することができる。例えば、グラファイトの剥離法によって任意の基板の上にグラフェンが形成可能である（非特許文献４参照）。また、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）基板を用い、この表面を熱分解することで、ＳｉＣ基板の表面に単層および多層のグラフェンが形成できる（非特許文献５参照）。また、化学気相成長法によって形成したグラフェンを、所望とする基板の上に転写するようにしてもよい（非特許文献６，７参照）。また、分子線エピタキシー法によってグラフェンを形成することもできる（非特許文献８参照）。 In addition, graphene can be manufactured in a large area with only one layer. For example, graphene can be formed on an arbitrary substrate by a graphite peeling method (see Non-Patent Document 4). Further, by using a silicon carbide (SiC) substrate and thermally decomposing the surface, single-layer and multilayer graphene can be formed on the surface of the SiC substrate (see Non-Patent Document 5). Further, graphene formed by chemical vapor deposition may be transferred onto a desired substrate (see Non-Patent Documents 6 and 7). In addition, graphene can be formed by molecular beam epitaxy (see Non-Patent Document 8).
従って、グラフェンをセンサ感部１１１とした生体分子検出素子によれば、グラフェン一層で構成したセンサ感部１１１による被覆率１００％の基体１１２表面を作製することが容易である。 Therefore, according to the biomolecule detection element using graphene as the sensor sensitive part 111, it is easy to produce the surface of the substrate 112 with a coverage of 100% by the sensor sensitive part 111 composed of one graphene layer.
以上のことより、実施の形態の生体分子検出素子によれば、より正確でより高い感度の検出ができるようになる。 From the above, according to the biomolecule detection element of the embodiment, more accurate and higher sensitivity detection can be performed.
以下、実施の形態における生体分子検出素子の製造方法について説明する。シグナル分子および接着分子をアプタマーに化学結合する方法としては、アプタマーの片方の末端にアミノ基などを導入し、ここにシグナル分子または接着分子に導入したカルボキシル基もしくはＮ−ヒドロキシスクシンイミドエステル部位を反応させて化学結合を形成する方法が好ましい。 Hereinafter, the manufacturing method of the biomolecule detection element in embodiment is demonstrated. As a method of chemically binding the signal molecule and the adhesion molecule to the aptamer, an amino group or the like is introduced at one end of the aptamer, and the carboxyl group or N-hydroxysuccinimide ester site introduced into the signal molecule or the adhesion molecule is reacted therewith. The method of forming a chemical bond is preferable.
また、グラフェンからなるセンサ感部の表面に上記のアプタマーを接着させる方法としては、種々の方法が可能である。例えば、図３に示すように、ステップＳ３０１で、センサ感部（グラフェン）を作製し、ステップＳ３０２で作製したグラフェンをチップとなる基板に固定した後、ステップＳ３０３で、グラフェンの表面に、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル部位を有する接着分子を接着（吸着）させる。一方で、ステップＳ３０４で、アプタマーを合成し、ステップＳ３０５で、合成したアプタマーの一方の末端にシグナル分子を結合させ、他方の末端にアミノ基（接着分子結合部位）を導入する。 Various methods can be used as a method for adhering the aptamer to the surface of the sensor-sensitive part made of graphene. For example, as shown in FIG. 3, after producing a sensor sensitive part (graphene) in step S301 and fixing the graphene produced in step S302 to a substrate to be a chip, in step S303, N- An adhesion molecule having a hydroxysuccinimide ester moiety is adhered (adsorbed). On the other hand, in step S304, an aptamer is synthesized. In step S305, a signal molecule is bound to one end of the synthesized aptamer, and an amino group (adhesion molecule binding site) is introduced to the other end.
これらの後、ステップＳ３０６で、シグナル分子が結合してアミノ基が導入されたアプタマーのアミノ基の部分を、センサ感部表面に吸着している接着分子に結合させればよい。一方の末端に蛍光色素分子などが結合し、かつ他方の末端にアミノ基が導入されているアプタマーは、核酸やペプチドのカスタム合成を行う試薬メーカーなどから入手可能である。 Thereafter, in step S306, the amino group portion of the aptamer to which the signal molecule is bonded and the amino group is introduced may be bonded to the adhesion molecule adsorbed on the surface of the sensor sensitive part. Aptamers in which a fluorescent dye molecule or the like is bonded to one end and an amino group is introduced to the other end can be obtained from a reagent manufacturer that performs custom synthesis of nucleic acids and peptides.
ここで、グラフェンの作製形態によってはステップＳ３０２を省略することもできる。例えばＳｉＣ表面を熱分解することでグラフェンを作製すれば、グラフェンはすでにＳｉＣ基板の上に固定された状態として得られる。この場合、作製したグラフェンを、他の基板に固定する必要が無く、ＳｉＣ基板を基体として用いれば、ステップＳ３０２が省略できる。 Here, step S302 can be omitted depending on a graphene production mode. For example, if graphene is produced by thermally decomposing the SiC surface, the graphene can be obtained as already fixed on the SiC substrate. In this case, it is not necessary to fix the produced graphene to another substrate, and if an SiC substrate is used as a base, step S302 can be omitted.
また、図４に示すように、ステップＳ４０１で、グラフェンを作製し、ステップＳ３０２で作製したグラフェンをチップとなる基板に固定する。一方で、ステップＳ４０３で、アプタマーを合成し、ステップＳ４０４で、合成したアプタマーの一方の末端にシグナル分子を結合させ、他方の末端に接着分子を結合させる。これらの後、ステップＳ４０５で、シグナル分子および接着分子が結合したアプタマーの接着分子を、グラフェン表面に接着（吸着）させればよい。 Further, as shown in FIG. 4, in step S401, graphene is produced, and the graphene produced in step S302 is fixed to a substrate to be a chip. On the other hand, in step S403, an aptamer is synthesized, and in step S404, a signal molecule is bound to one end of the synthesized aptamer, and an adhesion molecule is bound to the other end. Thereafter, in step S405, the aptamer adhesion molecule to which the signal molecule and the adhesion molecule are bonded may be adhered (adsorbed) to the graphene surface.
グラフェン表面に接着させるアプタマー（生体分子検出分子）の密度の制御は、固定時間，アプタマーの濃度，反応温度などを制御することで達成される。また、この密度は、水晶発振子マイクロバランス（ＱＣＭ）法、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）法、Ｘ線光電子分光（ＸＰＳ）法、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）法など種々の分析方法により確認可能である。 Control of the density of the aptamer (biomolecule detection molecule) adhered to the graphene surface is achieved by controlling the fixing time, aptamer concentration, reaction temperature, and the like. This density can be confirmed by various analysis methods such as quartz crystal microbalance (QCM) method, surface plasmon resonance (SPR) method, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) method, and atomic force microscope (AFM) method. is there.
また、生体分子検出分子がグラフェンに接着している生体分子検出素子を固定する基板としては、ガラス基板，石英基板、シリコン基板などを用いることができる。なお、これらの基板に、金属膜などが蒸着されていてもよい。 In addition, a glass substrate, a quartz substrate, a silicon substrate, or the like can be used as a substrate for fixing a biomolecule detection element in which biomolecule detection molecules are bonded to graphene. Note that a metal film or the like may be deposited on these substrates.
生体分子検出素子を固定した生体分子検出チップでは、試料溶液を直接検出部に滴下してもよい。また、流路を搭載することによって、生体分子検出素子が固定されている検出部に試料溶液を導入してもよい。流路には様々な材料が適用可能であり、流路の作製には、種々の方法があげられるが、ポリジメチルシロキサンなどの高分子樹脂を、鋳型を用いて作製する方法が好ましい。ポリスチレンなどの樹脂を用いて、射出成型法などで作製してもよい。さらに、ガラス板，石英板，アクリル板などを、ミリング法を用いて加工することで成形してもよい。 In the biomolecule detection chip to which the biomolecule detection element is fixed, the sample solution may be dropped directly on the detection unit. In addition, the sample solution may be introduced into the detection unit on which the biomolecule detection element is fixed by mounting a flow path. Various materials can be applied to the flow path, and various methods can be used to manufacture the flow path, but a method of manufacturing a polymer resin such as polydimethylsiloxane using a mold is preferable. You may produce by injection molding etc. using resin, such as polystyrene. Furthermore, you may shape | mold by processing a glass plate, a quartz plate, an acrylic board etc. using the milling method.
流路の幅は、１００μｍ〜１０００μｍ程度、流路の高さは１０μｍ〜５００μｍ程度、流路の長さは１ｍｍ〜１０ｍｍ程度が望ましい。この寸法とした流路では、毛管現象を利用して溶液を簡単に送液することが可能であり、ポンプなどの外部の駆動力を使う必要がない。また、複数本の流路を並列させる場合は、異なる流路からの液漏れを回避するため、隣り合う流路の間隔は１０μｍ以上が望ましい。 The width of the flow path is preferably about 100 μm to 1000 μm, the height of the flow path is about 10 μm to 500 μm, and the length of the flow path is preferably about 1 mm to 10 mm. In the channel having this dimension, it is possible to easily send the solution by utilizing the capillary phenomenon, and it is not necessary to use an external driving force such as a pump. When a plurality of flow paths are arranged in parallel, the interval between adjacent flow paths is preferably 10 μm or more in order to avoid liquid leakage from different flow paths.
［実施例１］
はじめに、実施例１について説明する。グラフェンは、一般的な製造方法で作製したものを用いることができる。例えばグラファイトを剥離する方法、シリコンカーバイドを熱分解する方法、化学気相成長による方法、分子ビームエピタキシー成長による方法などがあげられる（非特許文献４−８参照）。
[Example 1]
First, Example 1 will be described. Graphene produced by a general manufacturing method can be used. For example, a method of exfoliating graphite, a method of thermally decomposing silicon carbide, a method by chemical vapor deposition, a method by molecular beam epitaxy growth and the like can be mentioned (see Non-Patent Documents 4-8).
実施例１では、層厚３００ｎｍの酸化シリコン層が表面に形成されているシリコンウエハ上に、銅箔上に化学気相成長したグラフェンを転写したものを用いる（シリコンプラットフォーム株から購入）。このグラフェンが転写されているシリコンウエハを、１センチメートル角の大きさに分割した基板（グラフェン転写基板）を用いた。 In Example 1, a graphene obtained by transferring chemical vapor grown graphene on a copper foil onto a silicon wafer on which a silicon oxide layer having a layer thickness of 300 nm is formed is used (purchased from a silicon platform stock). A substrate (graphene transfer substrate) obtained by dividing the silicon wafer onto which the graphene was transferred into a size of 1 cm square was used.
次に、グラフェン表面への接着分子の導入について説明する。接着分子を導入では、ピレンブチル酸のＣＯＯＨ基をスクシンイミドで活性化したピレンブチル酸スクシンイミドエステルの０．５ｍＭジメチルホルムアミド溶液中に、グラフェン転写基板を室温で１時間静置する。これをジメチルホルムアミドで洗浄し、この後、風乾する。 Next, introduction of adhesion molecules to the graphene surface will be described. In introducing the adhesion molecule, the graphene transfer substrate is allowed to stand at room temperature for 1 hour in a 0.5 mM dimethylformamide solution of pyrenebutyric acid succinimide ester in which the COOH group of pyrenebutyric acid is activated with succinimide. This is washed with dimethylformamide and then air dried.
次いで、予め３'末端に蛍光色素分子（シグナル分子）を結合させ、５'末端にアミノ基を結合させたアプタマーの水溶液（１００μＭ）をグラフェン上に滴下する。次いで、これらを室温（２３℃程度）で１時間静置し、グラフェンに吸着しているピレンブチル酸のＣＯＯＨ基と、アプタマーの５'末端に結合させたアミノ基とを反応させ、ペプチド結合を介して結合する。これを、超純水で洗浄し、風乾する。これらのことにより、接着分子であるピレンブチル酸とシグナル分子である蛍光色素分子の両者が結合されているアプタマーが、基板上のグラフェン表面に固定される。 Next, an aqueous solution (100 μM) of an aptamer in which a fluorescent dye molecule (signal molecule) is bonded to the 3 ′ end in advance and an amino group is bonded to the 5 ′ end is dropped onto graphene. Next, these are allowed to stand at room temperature (about 23 ° C.) for 1 hour, and the COOH group of pyrenebutyric acid adsorbed on graphene reacts with the amino group bonded to the 5 ′ end of the aptamer, via a peptide bond. And combine. This is washed with ultrapure water and air-dried. By these things, the aptamer to which both the pyrene butyric acid which is an adhesion molecule and the fluorescent dye molecule which is a signal molecule are bonded is fixed to the graphene surface on the substrate.
アプタマーとしては、例えば前立腺ガンマーカであるＰＳＡに特異的に結合する配列を含んだ、５'−ＴＴＴＡＡＴＴＡＡＡＧＣＴＣＴＣＣＡＴＣＡＡＡＴＡＧＣＴＴＴＴＴＴＴＴＴＴ−３'を用いることができる。また３'末端には、蛍光色素分子として、６−ｃａｒｂｏｘｙｆｌｕｏｒｅｓｃｅｉｎ（ＦＡＭ）を結合させることができる。このように作製した検出用チップにおいて、グラフェン表面に接着分子が接着している状態は、ＡＦＭ法などの分析方法によって確認できる。 As the aptamer, for example, 5′-TTTAATTAAAGCTCTCCCATCAAATAGCTTTTTTTTTTT-3 ′ containing a sequence that specifically binds to PSA which is a prostate cancer marker can be used. In addition, 6-carbofluorescein (FAM) can be bound to the 3 ′ end as a fluorescent dye molecule. In the detection chip thus manufactured, the state where the adhesion molecules are adhered to the graphene surface can be confirmed by an analysis method such as an AFM method.
以上の工程によって作製した本発明による生体分子検出素子を、共焦点レーザー蛍光顕微鏡を用いて観察した。まず超純水を滴下してグラフェン表面の蛍光像を測定した。グラフェン表面には、アプタマーと結合しているＦＡＭが配置されているが、蛍光強度は非常に微弱であった。ＦＡＭとグラフェン（センサ感部）の距離が近いため、エネルギー移動によってＦＡＭからの蛍光が消光（クエンチング）していることを示している。 The biomolecule detection element according to the present invention produced by the above steps was observed using a confocal laser fluorescence microscope. First, ultrapure water was dropped to measure the fluorescence image of the graphene surface. On the surface of graphene, FAM bonded to the aptamer is arranged, but the fluorescence intensity is very weak. Since the distance between FAM and graphene (sensor sensing part) is short, it indicates that the fluorescence from the FAM is quenched by the energy transfer.
次いで、蛍光像を観察しながら、１００μｇ／ｍｌのＰＳＡ水溶液を滴下した。図５はＰＳＡ滴下前から滴下後にわたって、２０秒おきに蛍光強度をプロットしたグラフである。ＰＳＡは図５の（ｂ）の直前に滴下した。 Next, a 100 μg / ml PSA aqueous solution was dropped while observing the fluorescent image. FIG. 5 is a graph in which fluorescence intensity is plotted every 20 seconds from before dropping PSA to after dropping. PSA was dropped just before (b) in FIG.
ＰＳＡは、検出対象の生体分子であり、上述したアプタマーと特異的に結合する。実施例１の素子においては、滴下直後からグラフェン表面の蛍光強度の増加が観測され、図５に示すように、数十秒後に強度が最大となり、徐々に強度が弱くなることが観測された。また、図５の（ａ）に示すＰＳＡ水溶液滴下前は、図６の（ａ）に示すように、検出部において、発光は確認されないが、図５の（ｂ）に示すＰＳＡ水溶液滴下直後は、図６の（ｂ）に示すように、明確に発光が確認された。発光色は、緑色であった。なお、図６は、蛍光顕微鏡観察像を示す写真である。 PSA is a biomolecule to be detected, and specifically binds to the aptamer described above. In the device of Example 1, an increase in the fluorescence intensity on the graphene surface was observed immediately after the dropping, and as shown in FIG. 5, it was observed that the intensity reached the maximum after several tens of seconds and gradually decreased. Further, before the PSA aqueous solution dropping shown in FIG. 5 (a), as shown in FIG. 6 (a), no light emission is confirmed in the detection unit, but immediately after the PSA aqueous solution dropping shown in FIG. 5 (b). As shown in FIG. 6B, light emission was clearly confirmed. The emission color was green. FIG. 6 is a photograph showing a fluorescence microscope observation image.
これらの結果は、アプタマーとＰＳＡとが選択的に結合したことにより、アプタマーの立体構造が変化し、これによりアプタマーに結合しているＦＡＭが、グラフェンへのエネルギー移動を起こさない程度に離間して発光したことで説明できる。 These results indicate that the aptamer and PSA are selectively bound to change the three-dimensional structure of the aptamer, so that the FAM bound to the aptamer is separated to such an extent that energy transfer to graphene does not occur. This can be explained by emitting light.
以上のことより、実施例１によれば、本発明を用いて、アプタマーが対象とする生体分子と複合体を形成した後も、生体分子検出分子がセンサ感部であるグラフェンの上に存在し、蛍光色素分子が生体分子検出分子と共に、グラフェンから完全に脱離してしまう問題を回避できる。また、蛍光色素分子とグラフェン表面との距離の変化によって生じる検出信号は、グラフェンを固定した基板表面で検出することが可能となるという本発明の効果が示された。これにより、本発明による生体分子検出素子が実現可能なことが示された。 From the above, according to Example 1, using the present invention, even after the aptamer forms a complex with the target biomolecule, the biomolecule detection molecule exists on the graphene that is the sensor sensitive part. The problem that the fluorescent dye molecule is completely detached from the graphene together with the biomolecule detection molecule can be avoided. Further, the effect of the present invention was shown that a detection signal generated by a change in the distance between the fluorescent dye molecule and the graphene surface can be detected on the substrate surface on which the graphene is fixed. Thereby, it was shown that the biomolecule detection element by this invention is realizable.
［実施例２］
次に、実施例２について説明する。上述した実施例１と同様にグラフェン表面を生体分子検出分子で修飾した。実施例１と同様に、作製した素子のグラフェン表面の蛍光像を観察しながら、ＰＳＡ水溶液を滴下した。さらに純水を一定時間ごとに滴下し、ＰＳＡの濃度を低下させた。このときの蛍光強度の変化を図７に示す。
[Example 2]
Next, Example 2 will be described. Similar to Example 1 described above, the graphene surface was modified with a biomolecule detection molecule. As in Example 1, the PSA aqueous solution was dropped while observing the fluorescent image on the graphene surface of the fabricated device. Further, pure water was dropped at regular intervals to reduce the PSA concentration. The change in fluorescence intensity at this time is shown in FIG.
はじめに４０μＬの純水を滴下し、作製した素子のグラフェン表面の蛍光像を観察すると、図７の（ａ）に示すように蛍光強度は非常に微弱であった。ＦＡＭとグラフェンの距離が近いため、エネルギー移動によってＦＡＭからの蛍光が消光（クエンチング）していることを示している。 First, 40 μL of pure water was dropped, and when the fluorescence image on the graphene surface of the fabricated device was observed, the fluorescence intensity was very weak as shown in FIG. Since the distance between FAM and graphene is close, it indicates that the fluorescence from FAM is quenched by the energy transfer.
観察開始から１００秒後に、１００μｇ／ｍｌのＰＳＡ水溶液を追加で滴下した。滴下直後から、図７の（ｂ）に示すようにグラフェン表面の蛍光強度の増加が観測された。さらに２００秒経過の後、純水４０μＬの純水をさらに追加で滴下すると、図７の（ｃ）に示すように滴下直後から蛍光強度がさらも減少した。図７の（ｄ）〜（ｆ）に示すように、２００秒経過ごとに純水４０μＬを追加で滴下する操作をさらに３回繰り返すと、純水を追加する都度、蛍光強度が減少する結果が得られた。これは、本発明の素子が、ＰＳＡの濃度に応じた蛍光強度を与えることを示している。 100 seconds after the start of the observation, an additional 100 μg / ml PSA aqueous solution was added dropwise. Immediately after the dropping, an increase in the fluorescence intensity on the graphene surface was observed as shown in FIG. Further, after 200 seconds had passed, when 40 μL of pure water was further added dropwise, the fluorescence intensity further decreased immediately after the addition, as shown in FIG. As shown in (d) to (f) of FIG. 7, when the operation of adding 40 μL of pure water additionally every 200 seconds is repeated three more times, the result that the fluorescence intensity decreases each time pure water is added. Obtained. This indicates that the device of the present invention gives fluorescence intensity corresponding to the concentration of PSA.
［実施例３］
次に、実施例３について説明する。上述した実施例１と同様にグラフェン表面を生体分子検出分子で修飾した。実施例１と同様に、作製した素子のグラフェン表面の蛍光像を観察しながら、ＰＳＡ水溶液を滴下した。滴下直後からグラフェン表面の蛍光強度の増加が観測された。
[Example 3]
Next, Example 3 will be described. Similar to Example 1 described above, the graphene surface was modified with a biomolecule detection molecule. As in Example 1, the PSA aqueous solution was dropped while observing the fluorescent image on the graphene surface of the fabricated device. An increase in the fluorescence intensity on the graphene surface was observed immediately after the dropping.
次に、測定後の素子を純水流水下で１〜２分さらし、グラフェン表面を洗浄した。洗浄した素子は風乾し、そのまま暗所に保管した。３日間暗所に保管した素子を用い、再び同様の観察を行った。すなわち、保管した素子のグラフェン表面の蛍光像を観察しながら、ＰＳＡ水溶液を滴下した。 Next, the element after measurement was exposed to pure water for 1 to 2 minutes to clean the graphene surface. The cleaned element was air-dried and stored in the dark as it was. Similar observations were made again using elements stored in the dark for 3 days. That is, the PSA aqueous solution was dropped while observing the fluorescent image on the graphene surface of the stored element.
この結果、滴下前には、図８の（ａ）に示すように検出部において発光は確認されないが、ＰＳＡ水溶液滴下直後には、図８の（ｂ）に示すように明確に発光が確認された。発光色は、緑色であった。なお、図８は、蛍光顕微鏡観察像を示す写真である。 As a result, before the dropping, no light emission is confirmed in the detection unit as shown in FIG. 8A, but immediately after the PSA aqueous solution is dropped, the light emission is clearly confirmed as shown in FIG. 8B. It was. The emission color was green. FIG. 8 is a photograph showing a fluorescence microscope observation image.
さらに、測定→洗浄→再使用のサイクルを３回行った後でも、本発明の素子はＰＳＡに対して同様のセンサ応答を示すことを確認した。このことから、グラフェン表面に就職したＦＡＭと結合しているアプタマーは、ＰＳＡに選択的に結合した後も、またこれを洗浄した後も、グラフェン表面から脱離していないことが示された。 Furthermore, it was confirmed that the device of the present invention showed the same sensor response to PSA even after three cycles of measurement → cleaning → reuse. From this, it was shown that the aptamer bonded to FAM that was employed on the graphene surface was not detached from the graphene surface even after selectively binding to PSA and after washing.
以上に説明したように、本発明によれば、蛍光クエンチャーとしてのセンサ感部をグラフェンから構成するようにしたので、アプタマーによる生体分子検出分子のセンサ感部を固体表面に固定した検出素子で、より正確でより高い感度の検出ができるようになる。 As described above, according to the present invention, since the sensor sensitive part as a fluorescence quencher is made of graphene, the sensor sensitive part of the biomolecule detection molecule by the aptamer is fixed on the solid surface. , More accurate and higher sensitivity detection will be possible.
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。例えば、アプタマーは、核酸から構成したものに限らず、ペプチドから構成されたものであってもよい。また、シグナル分子や接着分子が結合しているアプタマーの端部に、さらに、核酸やペプチドが配列した分子が結合していてもよい。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and many modifications and combinations can be implemented by those having ordinary knowledge in the art within the technical idea of the present invention. It is obvious. For example, the aptamer is not limited to a nucleic acid, but may be a peptide. In addition, a molecule in which a nucleic acid or a peptide is arranged may be bonded to the end of an aptamer to which a signal molecule or an adhesion molecule is bonded.
また、接着分子は、ピレンブチル酸などピレンが骨格に含まれているものに限らず、例えば、ベンゼンおよび多環芳香族分子（ナフタレン，アントラセン，テトラセン，ペンタセン，フェナントレン，ピレン，ペリレン，コロネン）などであってもよい。また、接着分子をアプタマーと結合させる官能基（分子）は、ブチル酸に限るものではなく、「−ＣＯＯＨ」および「−（ＣＨ2）nＣＯＯＨ」であってもよい。なお、ｎは、好ましくは２〜１０の範囲がよい。 Adhesion molecules are not limited to those containing pyrene in the skeleton, such as pyrene butyric acid, but include, for example, benzene and polycyclic aromatic molecules (naphthalene, anthracene, tetracene, pentacene, phenanthrene, pyrene, perylene, coronene), etc. There may be. The functional group (molecule) that binds the adhesion molecule to the aptamer is not limited to butyric acid, and may be “—COOH” and “— (CH 2 ) n COOH”. Note that n is preferably in the range of 2 to 10.
１００…生体分子検出分子、１０１…アプタマー、１０２…シグナル分子、１０３…接着分子、１１１…センサ感部、１１２…基体。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Biomolecule detection molecule, 101 ... Aptamer, 102 ... Signal molecule, 103 ... Adhesion molecule, 111 ... Sensor sensitive part, 112 ... Base | substrate.
Claims (3)
前記アプタマーの一端に結合し、出力される蛍光がセンサ感部との距離に対応して変化する蛍光色素分子からなるシグナル分子と、
前記アプタマーの他端に結合して前記アプタマーと前記センサ感部とを接着する接着分子と、
前記アプタマー，前記シグナル分子，前記接着分子からなる生体分子検出分子が、前記接着分子で接着しているグラフェンから構成されたセンサ感部と、
前記センサ感部が固定される基体と
を備えることを特徴とする生体分子検出素子。 An aptamer that specifically binds to the biomolecule to be detected;
A signal molecule composed of a fluorescent dye molecule that binds to one end of the aptamer and changes the output fluorescence corresponding to the distance from the sensor sensitive part,
An adhesion molecule that binds to the other end of the aptamer and adheres the aptamer and the sensor sensitive part;
A biosensor for detecting a molecule composed of the aptamer, the signal molecule, and the adhesion molecule is composed of graphene bonded with the adhesion molecule;
A biomolecule detection element comprising: a substrate on which the sensor sensing part is fixed.
前記接着分子は、ピレンが骨格に含まれていることを特徴とする生体分子検出素子。 The biomolecule detection element according to claim 1, wherein
The biomolecule detection element, wherein the adhesion molecule contains pyrene in a skeleton.
前記接着分子は、ピレンブチル酸であることを特徴とする生体分子検出素子。 The biomolecule detection element according to claim 2,
The biomolecule detection element, wherein the adhesion molecule is pyrene butyric acid.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014168187A JP2016045032A (en) | 2014-08-21 | 2014-08-21 | Biomolecule detection element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014168187A JP2016045032A (en) | 2014-08-21 | 2014-08-21 | Biomolecule detection element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016045032A true JP2016045032A (en) | 2016-04-04 |
Family
ID=55635736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014168187A Pending JP2016045032A (en) | 2014-08-21 | 2014-08-21 | Biomolecule detection element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2016045032A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018004392A (en) * | 2016-06-30 | 2018-01-11 | 日本電信電話株式会社 | Method for detecting volatile organic compound and detection device |
| WO2018015884A1 (en) * | 2016-07-21 | 2018-01-25 | King Abdullah University Of Science And Technology | On-chip graphene electrode, methods of making, and methods of use |
| CN108732187A (en) * | 2017-04-20 | 2018-11-02 | 北京大学 | A kind of fast evaluation method of large-area graphene cleanliness factor |
| CN111337446A (en) * | 2020-05-08 | 2020-06-26 | 宁波大学 | Biosensor based on chalcogenide glass optical fiber and preparation method thereof |
| JP2021005601A (en) * | 2019-06-25 | 2021-01-14 | 日本電信電話株式会社 | Graphene membrane retention method, and structure |
| WO2023281674A1 (en) * | 2021-07-07 | 2023-01-12 | 日本電気株式会社 | Film-type surface-stress sensor and method for manufacturing film-type surface-stress sensor |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008241316A (en) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Fujitsu Ltd | Analyte evaluation device |
| JP2012037397A (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Canon Inc | Method for manufacturing sensor element, sensor element, and detection method |
| JP2013253825A (en) * | 2012-06-06 | 2013-12-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Biomolecule detection molecule, biomolecule detection element and method for manufacturing biomolecule detection molecule |
-
2014
- 2014-08-21 JP JP2014168187A patent/JP2016045032A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008241316A (en) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Fujitsu Ltd | Analyte evaluation device |
| JP2012037397A (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Canon Inc | Method for manufacturing sensor element, sensor element, and detection method |
| JP2013253825A (en) * | 2012-06-06 | 2013-12-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Biomolecule detection molecule, biomolecule detection element and method for manufacturing biomolecule detection molecule |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| CHANG,H. ET AL.: "Graphene Fluorescence Resonance Energy Transfer Aptasensor for the Thrombin Detection", ANALYTICAL CHEMISTRY, vol. 82, JPN6017025838, 2010, pages 2341 - 2346, XP055386505, ISSN: 0003726025, DOI: 10.1021/ac9025384 * |
| LI,H. ET AL.: "An ultrasensitive homogeneous aptasensor for kanamycin based on upconversion fluorescence resonance", BIOSENSORS AND BIOELECTRONICS, vol. 55, JPN6017025839, 10 December 2013 (2013-12-10), pages 149 - 156, ISSN: 0003726026 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018004392A (en) * | 2016-06-30 | 2018-01-11 | 日本電信電話株式会社 | Method for detecting volatile organic compound and detection device |
| WO2018015884A1 (en) * | 2016-07-21 | 2018-01-25 | King Abdullah University Of Science And Technology | On-chip graphene electrode, methods of making, and methods of use |
| CN108732187A (en) * | 2017-04-20 | 2018-11-02 | 北京大学 | A kind of fast evaluation method of large-area graphene cleanliness factor |
| CN108732187B (en) * | 2017-04-20 | 2020-06-23 | 北京大学 | Rapid assessment method for cleanliness of large-area graphene |
| JP2021005601A (en) * | 2019-06-25 | 2021-01-14 | 日本電信電話株式会社 | Graphene membrane retention method, and structure |
| CN111337446A (en) * | 2020-05-08 | 2020-06-26 | 宁波大学 | Biosensor based on chalcogenide glass optical fiber and preparation method thereof |
| WO2023281674A1 (en) * | 2021-07-07 | 2023-01-12 | 日本電気株式会社 | Film-type surface-stress sensor and method for manufacturing film-type surface-stress sensor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Fathi-Hafshejani et al. | Two-dimensional-material-based field-effect transistor biosensor for detecting COVID-19 virus (SARS-CoV-2) | |
| JP2016045032A (en) | Biomolecule detection element | |
| Sang et al. | Progress of new label-free techniques for biosensors: A review | |
| Myung et al. | Label‐Free Polypeptide‐Based Enzyme Detection Using a Graphene‐Nanoparticle Hybrid Sensor | |
| Danielson et al. | Graphene based field-effect transistor biosensors functionalized using gas-phase synthesized gold nanoparticles | |
| Kim et al. | Graphene based fiber optic surface plasmon resonance for bio-chemical sensor applications | |
| US9097658B2 (en) | Carbon based biosensors and processes of manufacturing the same | |
| Endo et al. | Multiple label-free detection of antigen− antibody reaction using localized surface plasmon resonance-based core− shell structured nanoparticle layer nanochip | |
| JP5882834B2 (en) | Biomolecule detection element and method for producing biomolecule detection element | |
| Minopoli et al. | Nanostructured surfaces as plasmonic biosensors: A review | |
| Liu et al. | Flexible surface‐enhanced Raman scattering substrates: A review on constructions, applications, and challenges | |
| Campu et al. | Gold nanobipyramids performing as highly sensitive dual-modal optical immunosensors | |
| JP2007268692A (en) | Carbon nanotube connected body, its manufacturing method, and element and method for detecting target | |
| Khan et al. | Label-free and ultrasensitive electrochemiluminescent immunosensor based on novel luminophores of Ce2Sn2O7 nanocubes | |
| Ghopry et al. | Au Nanoparticle/WS2 Nanodome/Graphene van der Waals heterostructure substrates for surface-enhanced Raman spectroscopy | |
| Furukawa et al. | Graphene FRET aptasensor | |
| Chen et al. | Two-dimensional periodic relief grating as a versatile platform for selective immunosorbent assay and visualizing of antigens | |
| Abe et al. | Quantitative detection of protein using a top-gate carbon nanotube field effect transistor | |
| US20170350856A1 (en) | Field effect transistor and sensor using same | |
| US9316612B2 (en) | Regenerative nanosensor devices | |
| KR20110138186A (en) | Surface plasmon resonance sensor containing prism deposited metallic carbon nanostructure layer, and preparing method of the same | |
| Stettner et al. | A study on the formation and thermal stability of 11-MUA SAMs on Au (111)/mica and on polycrystalline gold foils | |
| Rajesh et al. | Scalable chemical vapor deposited graphene field-effect transistors for bio/chemical assay | |
| JP2009139366A (en) | Method for biomolecule immobilization | |
| Tabassum et al. | Plasmonic crystal gas sensor incorporating graphene oxide for detection of volatile organic compounds |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160912 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170608 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170718 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20180206 |