| 1 章 ナノバイオ計測研究の進展と応用 1 |
| I 編 バイオチップ・マイクロアレイ |
| 2 章 DNA チップ 5 |
| 2.1 蛍光検出法に基づく DNA チップ 5 |
| 2.1.1 スタンフォード方式型 DNA チップ 5 |
| 2.1.2 共有結合型 DNA チップ 6 |
| 2.2 オンチップ合成型 DNA チップ 7 |
| 2.2.1 GeneChip による網羅的遺伝子解析 7 |
| 2.2.2 GeneFrontier による遺伝子検出法 8 |
| 2.2.3 インクジェットによる DNA チップ 9 |
| 2.2.4 ポリマーマスク法による DNA チップ 10 |
| 2.2.5 プローブオンキャリア法 11 |
| 2.2.6 繊維型 DNA チップ 13 |
| 2.3 DNA チップの問題点とその解決法 13 |
| 2.3.1 DNA チップのミスマッチ塩基対形成の問題点 13 |
| 2.3.2 天然塩基より高い塩基識別能をもつ人工塩基 14 |
| 2.4 計測法の要点 17 |
| 参考文献 17 |
| 3 章 プロテインチップ 19 |
| 3.1 抗体チップを用いるタンパク質発現量解析 21 |
| 3.2 プロテオームチップを用いるタンパク質ネットワーク解析 22 |
| 3.3 蛍光信号検出の高感度化 23 |
| 3.4 抗体チップにより得られるデータの解析例 24 |
| 3.5 疾患マーカータンパク質の定量 25 |
| 3.6 設計ペプチドアレイを用いるプロテインフィンガープリンティング 27 |
| 3.7 計測法の要点 29 |
| 参考文献 29 |
| 4 章 セルチップ 31 |
| 4.1 細胞のポジショニング 32 |
| 4.1.1 分子配置型セルチップ 32 |
| 4.1.2 細胞配置型セルチップ 34 |
| 4.2 細胞表現型の解析 36 |
| 4.3 セルチップを用いる解析例 36 |
| 4.3.1 抗体産生細胞のスクリーニング 37 |
| 4.3.2 RNAi スクリーニング 38 |
| 4.3.3 遺伝子導入による発現タンパク質の機能解析 39 |
| 4.4 計測法の要点 40 |
| 参考文献 40 |
| 5 章 グライコチップ（糖鎖アレイ） 42 |
| 5.1 糖鎖ライブラリーの作成 43 |
| 5.1.1 天然からの抽出 43 |
| 5.1.2 有機合成 43 |
| 5.1.3 酸素合成 43 |
| 5.1.4 細胞を利用する合成 44 |
| 5.1.5 米国の糖鎖コンソーシアム 44 |
| 5.2 糖鎖の固体基盤への固定化法 44 |
| 5.3 糖鎖アレイを用いた糖鎖認識の成果 47 |
| 5.4 計測法の要点 49 |
| 参考文献 50 |
| 6 章 小分子チップ 52 |
| 6.1 結合アッセイ 53 |
| 6.1.1 合成小分子ライブラリーの設計と基板上への固定化技術 53 |
| 6.1.2 天然小分子ライブラリーの基盤上への固定化技術 54 |
| 6.1.3 結合アッセイにおける信号とその検出方法 55 |
| 6.2 動物細胞を用いる表現型アッセイ 57 |
| 6.2.1 小分子ライブラリーの基板上への導入技術 57 |
| 6.2.2 表現型アッセイにおける信号とその検出方法 58 |
| 6.3 酵素阻害アッセイ 58 |
| 6.3.1 小分子ライブラリーの基板上への導入技術 58 |
| 6.3.2 酵素阻害アッセイにおける信号とその検出方法 60 |
| 6.4 計測法の要点 60 |
| 参考文献 61 |
| II編 ナノデバイス・ナノセンサー |
| 7 章 ナノバイオデバイス 63 |
| 7.1 マイクロ・ナノファブリケーション 63 |
| 7.1.1 フォトリソグラフィー/ウェットエッチング法 63 |
| 7.1.2 ソフトリソグラフィー法 67 |
| 7.1.3 フォトリソグラフィー/ドライエッチング法 69 |
| 7.2 DNA 解析のためのナノバイオデバイス 71 |
| 7.2.1 ナノピラーデバイス 72 |
| 7.2.2 超常磁性ビーズを用いるデバイス 75 |
| 7.2.3 ナノボールを用いるデバイス 75 |
| 7.2.4 エントロビックトラップアレイデバイス 76 |
| 7.2.5 ナノチャンネルデバイス 76 |
| 7.3 計測法の要点 78 |
| 参考文献 78 |
| 8 章 一分子計測デバイス 80 |
| 8.1 一分子計測の手法 81 |
| 8.1.1 シングルチャンネルレコーディング 81 |
| 8.1.2 一分子蛍光測定 82 |
| 8.2 一分子計測用デバイス 84 |
| 8.2.1 チャンネル電流計測デバイス 84 |
| 8.2.2 ナノ開口を用いる近接場光デバイス 85 |
| 8.2.3 物理的封じ込め法（マイクロチャンバー） 86 |
| 8.3 今後の一分子計測デバイス 88 |
| 8.4 計測法の要点 88 |
| 参考文献 89 |
| 9 章 局在プラズモンセンサー 90 |
| 9.1 局在型表面プラズモン共鳴 90 |
| 9.2 金の異常反射 92 |
| 9.3 LPR センサーの実際 93 |
| 9.4 AR センサーの実際 97 |
| 9.5 計測法の要点 99 |
| 参考文献 100 |
| 10 章 EQCM 測定 102 |
| 10.1 バイオの電気化学測定 102 |
| 10.1.1 サイクリックボルタンメトリーに必要な装置および電極 102 |
| 10.1.2 サイクリックボルタンメトリーの測定法と原理 103 |
| 10.1.3 サイクリックボルタンメトリーで示される結果と測定例 104 |
| A. 酸化還元電位と電子数 104 |
| B. 生体反応の定量化 106 |
| 10.2 QCM 測定 107 |
| 10.2.1 QCM 測定に必要な装置と原理 107 |
| 10.2.2 QCM 測定で示される結果と測定例 108 |
| 10.2.3 QCM 測定で注意すべき金表面の状態 109 |
| 10.3 EQCM 法 109 |
| 10.3.1 EQCM 測定に必要な装置および測定原理 110 |
| 10.3.2 EQCM 測定で示される結果と測定例 110 |
| A. 単分子層の形成 110 |
| B. 酸化還元物質と電極界面との相互作用 112 |
| C. 酸化還元タンパク質と固定化分子との分子間電子移動 112 |
| 10.4 計測法の要点 113 |
| 参考文献 114 |
| 11 章 ナノ粒子センサー 115 |
| 11.1 金ナノ粒子 115 |
| 11.1.1 金のナノ粒子の特性 115 |
| 11.1.2 金ナノ粒子の作成法 116 |
| 11.1.3 金ナノ粒子を利用するイオンセンシング 116 |
| 11.1.4 金ナノ粒子を利用するDNAセンシング 118 |
| 11.1.5 金ナノ粒子を利用するタンパク質センシング 119 |
| 11.2 半導体ナノ粒子 120 |
| 11.2.1 半導体ナノ粒子の特性 120 |
| 11.2.2 半導体ナノ粒子の合成 121 |
| 11.2.3 発光微粒子のバイオセンサーへの応用 123 |
| 11.2.4 新規発光性粒子の創製 124 |
| 11.3 計測法の要点 125 |
| 参考文献 126 |
| III編 ナノイメージング |
| 12 章 蛍光イメージング 127 |
| 12.1 蛍光顕微鏡 127 |
| 12.1.1 落射型蛍光顕微鏡 127 |
| 12.1.2 全反射蛍光顕微鏡 128 |
| 12.2 蛍光色素 129 |
| 12.2.1 一分子蛍光イメージングによく用いられる蛍光団の種類 129 |
| 12.2.2 タンパク質への標識方法 130 |
| 12.3 一分子蛍光イメージングの実際 131 |
| 12.3.1 シャペロニン GroEL-GroES の相互作用の一分子蛍光イメージング 131 |
| 12.3.2 シャペロニンによる 1 分子レベルでの GFP フォールディング観察 133 |
| 12.4 最先端の蛍光イメージング 136 |
| 12.4.1 背景光を低減するさまざまな技術 136 |
| 12.4.2 ナノ開口基板を用いる一分子イメージングの応用例 137 |
| 12.5 計測法の要点 139 |
| 参考文献 139 |
| 13 章 リアルタイム AFM イメージング 140 |
| 13.1 AFM の像形成のしくみ 141 |
| 13.2 高速 AFM 装置 142 |
| 13.2.1 微小カンチレバー 142 |
| 13.2.2 光てこ光学系 142 |
| 13.2.3 試料ステージスキャナー143 |
| 13.2.4 高速振幅計測 144 |
| 13.2.5 動的フィードバック制御 144 |
| 13.2.6 励振効率のドリフト補償 145 |
| 13.3 高速 AFM 操作の実際 145 |
| 13.3.1 イメージングまでの手順 145 |
| 13.3.2 液交換, 其質の添加 147 |
| 13.4 試料の基板への吸着と固定 148 |
| 13.4.1 マイカ, HOPG 148 |
| 13.4.2 選択的固定 149 |
| 13.5 観察例 150 |
| 13.5.1 アクチン, ミオシンV 150 |
| 13.5.2 ダイニン C 150 |
| 13.6 計測法の要点 151 |
| 参考文献 151 |
| 14 章 SPR イメージング 152 |
| 14.1 表面プラズモン共鳴現象の原理と概要 152 |
| 14.2 SPR イメージャーシステムの概要 154 |
| 14.3 SPR イメージャーによる測定例 155 |
| 14.3.1 DNA マイクロアレイ 155 |
| 14.3.2 金属ナノ微粒子による高密度集積型アレイ 157 |
| 14.4 計測法の要点 160 |
| 参考文献 160 |
| 15 章 近接場光イメージング 162 |
| 15.1 近接場プローブによる光の閉じ込め 162 |
| 15.2 非開口型金属プローブによる局所電場増強 163 |
| 15.3 分子振動をみるラマン散乱分光と CARS 分光 164 |
| 15.4 近接場ラマン散乱 165 |
| 15.5 近接場ラマン散乱顕微鏡の装置 166 |
| 15.6 DNA 塩基分子の近接場ラマン散乱スペクトル観察 167 |
| 15.7 近接場 CARS 顕微鏡による DNA ネットワークのナノイメージング 169 |
| 15.8 最近の話題-プローブと分子の相互利用 170 |
| 15.9 計測法の要点 172 |
| 参考文献 172 |
| IV編 量子技術計測 |
| 16章 量子ドット 175 |
| 16.1 量子ドットの構造と合成 176 |
| 16.1.1 量子ドットの構造 176 |
| 16.1.2 量子ドットの合成 176 |
| 16.2 量子ドットのバイオイメージング技術 177 |
| 16.2.1 量子ドット-生体分子抱合体の設計 177 |
| 16.2.2 in vitro バイオイメージング技術 178 |
| A. 細胞の識別技術 178 |
| B. 量子ドットを用いるイムノプロット技術 179 |
| 16.2.3 in vivo バイオイメージング技術 180 |
| A. 細胞内バイオイメージング 180 |
| B. 生体内バイオイメージング 181 |
| 16.3 量子ドットのバイオセンシング技術 182 |
| 16.3.1 FRETへの量子ドットの応用 182 |
| 16.3.2 FRETを用いるsiRNAへの量子ドット応用技術 182 |
| 16.4 量子ドットの光線力学的療法への応用 183 |
| 16.5 計測法の要点 184 |
| 参考文献 185 |
| 17 章 シンクロトロン放射光による構造解析 186 |
| 17.1 放射光と放射光施設 186 |
| 17.1.1 放射光の発生 186 |
| 17.1.2 放射光施設 186 |
| 17.1.3 施設の利用 187 |
| 17.2 X 線結晶構造解析の原理 188 |
| 17.3 解析方法 189 |
| 17.3.1 結晶構造解析の流れ 189 |
| 17.3.2 結晶作成の実際 190 |
| 17.3.3 結晶の凍結 191 |
| 17.3.4 回析データの収集の実際 191 |
| 17.3.5 放射光の特性を利用する位相決定法 192 |
| 17.3.6 電子密度とモデル作成, 構造精密化 194 |
| 17.3.7 解析プログラム 194 |
| 17.4 放射光 X 線の特性を生かした研究例 195 |
| 17.4.1 超高エネルギー X 線の使用 195 |
| 17.4.2 格子が大きい結晶の構造解析例 195 |
| 17.4.3 超高分解能構造解析 197 |
| 17.5 放射光 X 線結晶構造解析の今後 198 |
| 17.6 計測法の要点 198 |
| 参考文献 199 |
| 索引 201 |
| 1 章 ナノバイオ計測研究の進展と応用 1 |
| I 編 バイオチップ・マイクロアレイ |
| 2 章 DNA チップ 5 |
| 2.1 蛍光検出法に基づく DNA チップ 5 |
| 2.1.1 スタンフォード方式型 DNA チップ 5 |
| 2.1.2 共有結合型 DNA チップ 6 |
