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光導波路型DNAセンサおよびDNA検出方法 コモンズ

国内特許コード P110004971
掲載日 2011年8月18日
出願番号 特願2006-248665
公開番号 特開2008-070214
登録番号 特許第5130517号
出願日 平成18年9月13日(2006.9.13)
公開日 平成20年3月27日(2008.3.27)
登録日 平成24年11月16日(2012.11.16)
発明者
  • 伊藤 公紀
  • 片岡 淳司
出願人
  • 国立大学法人横浜国立大学
発明の名称 光導波路型DNAセンサおよびDNA検出方法 コモンズ
発明の概要

【課題】少量のDNA検体であっても正確にDNA検出が可能な光導波路型DNAセンサおよびDNA検出方法を提供すること。
【解決手段】本発明の一実施形態に係る光導波路型DNAセンサは、光導波路32と、金コロイド溶液と、プローブDNAと、ターゲットDNAとが付与されるセンシング領域38とを備えている。導波光Sは、少なくともセンシング領域38を横切るように光導波路32を導波し、センシング領域38には、プラスの電荷が導入されている。
【選択図】図3

従来技術、競合技術の概要


高齢化に伴い医療費の増大が深刻になっており、医療費を抑えるために微量なDNAを迅速、常温で検出できるセンサの開発が求められている。近年、金微粒子を利用して、DNA検体を迅速、また常温で検出できる方法が報告されている(非特許文献1)。



また、金コロイド溶液を用いたDNA検出法が報告されている。図1は、従来の、金コロイド溶液を用いたDNA検出法を説明するための図である。
図1において、光3を透過する材料からなる容器1中に、金コロイド溶液2が入れられている。この金コロイド溶液2は、金コロイド溶液に一本鎖DNA(プローブDNA)を滴下して金微粒子にプローブDNAを固定し、次いで、ターゲットとする一本鎖DNA(ターゲットDNA)を金コロイド溶液に滴下して生成される。



このとき、プローブDNAとターゲットDNAとが相補的である場合、ハイブリダイゼーション反応が起こり、金微粒子の凝集が起こる。金微粒子が分散した金コロイドは赤色であるが、上記凝集が起こると吸収スペクトルが長波長側にシフトして、溶液の色が赤色から紫色へと変化する。



従来では、この色の変化を利用してDNAセンシングを行っている。すなわち、図1において、容器1において、光3の入射側と対向する側にフォトダイオード等の受光素子4を配置し、金コロイド溶液2に対して光3を照射し、その透過光5を受光素子4にて受光している。受光素子4にて受光した透過光5の吸収スペクトルを調べることにより、DNAセンシングを行っている。




【非特許文献1】三浦佳子、米澤徹、“金ナノ粒子の調整とそれを利用したバイオセンシング”Dojin News No.113(2005)、p.1-7

産業上の利用分野


本発明は、光導波路型DNAセンサおよびDNA検出方法に関し、より詳細には、光を用いてDNAセンシングを行う光導波路型DNAセンサおよびDNA検出方法

特許請求の範囲 【請求項1】
光導波路と、
前記光導波路に光を結合するための光結合手段と、
DNAを固定可能であり、一方の符号の電荷が帯電した金微粒子が分散した金コロイド溶液と、プローブDNAと、ターゲットDNAとが付与される、前記光導波路上の領域とを備え、
前記結合した光は、少なくとも前記領域を横切るように前記光導波路を導波し、
前記領域上に付与された前記金微粒子をさらに備え、
前記領域には、前記電荷と反対の符号の電荷が導入されており、
前記領域の表面では、該表面と前記金微粒子とが静電的に吸着していること
を特徴とする光導波路型DNAセンサ。

【請求項2】
前記金微粒子には、前記プローブDNAが固定されていることを特徴とする請求項に記載の光導波路型DNAセンサ。

【請求項3】
前記結合した光の波長帯域は、前記金微粒子の吸収波長帯域と少なくとも一部で重なっていることを特徴とする請求項1または2に記載の光導波路型DNAセンサ。

【請求項4】
DNAを固定可能であり、一方の符号の電荷が帯電した金微粒子が分散した金コロイド溶液と、プローブDNAと、ターゲットDNAとが付与される領域を有する光導波路であって、該領域には、前記電荷と反対の符号の電荷が導入されている光導波路を用意する工程と、
前記領域に前記金コロイド溶液、前記プローブDNA、および前記ターゲットDNAを付与する工程と、
前記光導波路に光を結合して、該結合した光を、前記領域を横切るように導波させる工程と、
前記領域を横切った光を受光する工程と
を備えることを特徴とするDNA検出方法。

【請求項5】
前記プローブDNAと前記ターゲットDNAとがミスマッチの場合は、前記金微粒子は、前記領域の表面に静電的に吸着していることを特徴とする請求項に記載のDNA検出方法。

【請求項6】
前記結合した光の波長帯域は、前記金微粒子の吸収波長帯域と少なくとも一部で重なっていることを特徴とする請求項またはに記載のDNA検出方法。
産業区分
  • 治療衛生
  • 微生物工業
  • 試験、検査
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006248665thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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