「人工スイッチ設計」「新しいセンサーの創出」「医療技術への応用」「新しい触媒技術」「分子ナノモータ」「タンパク質ベースの機械的デバイス」「細胞による発電デバイス」等々、注目のキーワードを盛り込んだ注目の１冊。
■ 原書 Nanobiotechnology II〜More Concepts and Applications〜,
edited by Chad A. Mirkin and Christof M. Niemeyer, wiley (2007).
■ 監訳 丸山 厚（九州大学先導物質化学研究所 教授）
■ 編者 Chad A.Mirkin and Christof M.Niemeyer
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| 1 | Mary S. Gin, Emily G. Schmidt and Pinaki Talukdar |
| 2 | Maxim G. Ryadnov and Derek N. Woolfson |
| 3 | Erik Dujardin and Stephen Mann |
| 4 | Rochelle R. Arvizo, Mrinmoy De and Vincent M. Rotello |
| 5 | Thomas H. LaBean, Kurt V. Gothelf, and John H. Reif |
| 6 | Ronan Baron, Bilha Willner and Itamar Willner |
| 7 | Joseph Wang |
| 8 | Thomas Pons, Aaron R. Clapp, Igor L. Medintz and Hedi Mattoussi |
| 9 | Katherine A. Willets, W. Paige Hall, Leif J. Sherry, Xiaoyu Zhang, Jing Zhao and Richard P. Van Duyne |
| 10 | Hans Peter Lang, Martin Hegner and Christoph Gerber |
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| 12 | James R. Heath |
| 13 | Rafael A. Vega, Khalid Salaita, Joseph J. Kakkassery and Chad A. Mirkin |
| 14 | Rudy Juliano |
| 15 | Larken E. Euliss, Julie A. DuPont and Joseph M. DeSimone |
| 16 | Thommey P. Thomas, Rameshwer Shukla, Istvan J. Majoros, Andrzej Myc and James R. Baker, Jr. |
| 17 | Young-wook Jun, Jae-Hyun Lee and Jinwoo Cheon |
| 18 | Ali Khademhosseini, Yibo Ling, Jeffrey M. Karp and Robert Langer |
| 19 | Patrick M. Winter, Shelton D. Caruthers, Gregory M. Lanza and Samuel A. Wickline |
| 20 | Manfred Schliwa |
| 21 | David Wendell, Eric Dy, Jordan Patti and Carlo D. Montemagno |
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| 第1編 自己集合とナノ粒子: 新しい原理 |
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| 第1章 | 自己集合性の人工膜貫通型イオンチャネル |
| 1.1 | 概要 |
| 1.1.1 | 非ゲート型チャネル |
| 1.1.2 | ゲート型チャネル |
| 1.2 | 実験方法 |
| 1.2.1 | 平面二分子膜 |
| 1.2.2 | ベシクル |
| 1.3 | 展望 |
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| 第2章 | コイルドコイルペプチドからの自己集合性ナノ構造 |
| 2.1 | 背景と概要 |
| 2.1.1 | 緒言: 自己集合性ペプチド |
| 2.1.2 | 超分子設計におけるビルディングブロックとしてのコイルドコイルペプチド |
| 2.1.3 | 一般的なコイルドコイル設計 |
| 2.2 | 方法と例 |
| 2.2.1 | 三元コイルドコイル集合体とナノスケールリンカー系 |
| 2.2.2 | 直線状ペプチドを用いた繊維状会合体 |
| 2.2.3 | タンパク質断片と非直線ペプチドビルディングブロックを用いた繊維状会合体 |
| 2.2.4 | まとめ: ペプチドからなるナノ繊維集合体の長所・短所 |
| 2.2.5 | 連結支柱としてペプチド集合体を用いた複雑な会合性マトリックス |
| 2.2.6 | 鍵となる技術 |
| 2.3 | 結論と展望 |
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| 第3章 | 生体由来テンプレートを用いたナノ粒子およびナノ構造の合成と集積 |
| 3.1 | 緒言: 見事な複雑性 |
| 3.2 | 多糖、合成ペプチド、DNA |
| 3.3 | タンパク質 |
| 3.4 | ウイルス |
| 3.5 | 微生物 |
| 3.6 | 将来展望 |
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| 第4章 | タンパク質とナノ粒子: 共有結合と非共有結合による両者の結合 |
| 4.1 | 概要 |
| 4.1.1 | 共有結合によるタンパク質-ナノ粒子コンジュゲートの合成 |
| 4.1.2 | 非共有結合によるタンパク質-ナノ粒子複合体の調製 |
| 4.2 | 方法 |
| 4.2.1 | 非共有結合によるタンパク質-ナノ粒子複合体の一般的調製法 |
| 4.2.2 | 共有結合によるタンパク質-ナノ粒子コンジュゲートの一般的調製法 |
| 4.3 | 将来展望 |
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| 第5章 | 自己集積性核酸ナノ構造を利用したパターン形成分子集積 |
| 5.1 | 概要 |
| 5.2 | 緒言 |
| 5.3 | DNAナノ構造体の概観 |
| 5.4 | 三次元(3-D)DNAナノ構造 |
| 5.5 | DNAナノ構造体のプログラム化パターン形成 |
| 5.6 | 生体分子のDNA-プログラム型組織化 |
| 5.7 | 材料のDNA-プログラム型組織化 |
| 5.8 | 研究手法 |
| 5.8.1 | DNA集積のためのアニーリング操作 |
| 5.8.2 | AFMイメージ |
| 5.9 | まとめ |
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| 第6章 | センサーおよび電気回路(circuitry)を志向した生体触媒によるナノ粒子成長 |
| 6.1 | 概観 |
| 6.1.1 | 酵素刺激による金属ナノ粒子の合成 |
| 6.1.2 | 酵素刺激による銅フェロシアン(Cupric Ferrocyanide)ナノ粒子の合成 |
| 6.1.3 | 補酵素により誘起される金属ナノ粒子の合成 |
| 6.1.4 | 金属ナノワイヤ合成のための“インク”としての酵素−金属ナノ粒子ハイブリッドシステム |
| 6.2 | 方法 |
| 6.2.1 | ナノ粒子ならびにナノワイヤの成長を分析するための物理的手段 |
| 6.2.2 | 溶液中で金属ナノ粒子の成長を追跡するための一般的な手順 |
| 6.2.3 | 金属ナノ粒子の表面修飾と生体触媒的成長によるセンシング |
| 6.2.4 | ナノ粒子による酵素の修飾と金属ナノサーキットの酵素鋳型としての利用 |
| 6.3 | 展望 |
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| 第2編 分析のためのナノ構造 |
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| 第7章 | 電気化学的バイオアッセイのためのナノ粒子 |
| 7.1 | 概観 |
| 7.1.1 | 粒子を用いるバイオアッセイ |
| 7.1.2 | 電気化学的バイオアフィニティーアッセイ |
| 7.1.3 | ナノ粒子を用いる電気化学的バイオアフィニティーアッセイ |
| 7.2 | 方法 |
| 7.3 | 展望 |
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| 第8章 | 生物学における発光半導体、量子ドット |
| 8.1 | 概要 |
| 8.1.1 | 細胞や組織イメージングで使われるQDバイオコンジュゲート |
| 8.1.2 | 免疫反応あるいはFRETに基づく分析法における量子ドット |
| 8.2 | 方法 |
| 8.2.1 | 合成、評価、そして、表面保護の方法 |
| 8.2.2 | 水溶化の方法 |
| 8.2.3 | コンジュゲーションの方法 |
| 8.3 | 展望 |
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| 第9章 | ナノ局所表面プラズモン共鳴バイオセンサー |
| 9.1 | 概説 |
| 9.2 | 方法 |
| 9.2.1 | LSPR 分光法とセンシングのための材料作成 |
| 9.2.2 | バイオセンシング |
| 9.3 | 将来の展望 |
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| 第10章 | バイオ分析と診断のためのカンチレバーアレイセンサー |
| 10.1 | 概説 |
| 10.1.1 | センサーとしてのカンチレバー |
| 10.1.2 | 測定原理 |
| 10.1.3 | カンチレバーアレイ: 応用分野 |
| 10.2 | 方法 |
| 10.2.1 | 測定モード |
| 10.2.2 | カンチレバーの機能化 |
| 10.2.3 | 実験手順 |
| 10.3 | 展望 |
| 10.3.1 | 最近の研究 |
| 10.3.2 | 諸課題 |
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| 第11章 | 剪断力制御走査型イオン伝導顕微鏡 |
| 11.1 | 概説 |
| 11.2 | 方法 |
| 11.2.1 | 剪断力検出 |
| 11.2.2 | イオン電流測定 |
| 11.2.3 | 剪断力制御イメージング |
| 11.3 | 展望 |
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| 第12章 | 癌やその他の疾病を生体外で診断するためのナノワイヤー・ナノチューブを用いたラベルフリーな生体分子センサー |
| 12.1 | 概要 |
| 12.2 | 背景 |
| 12.3 | センサーの作製方法と現在の技術水準 |
| 12.3.1 | センシングのメカニズム |
| 12.3.2 | センシング環境の役割 |
| 12.3.3 | ナノセンサーによって検出されるターゲット・プローブOn/Off速度定数 |
| 12.3.4 | ナノセンサーとマイクロ流体技術 |
| 12.3.5 | ナノセンサーの作製 |
| 12.3.6 | NWおよびNTナノセンサーの生体機能化 |
| 12.4 | まとめ |
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| 第13章 | バイオナノアレイ |
| 13.1 | 概要 |
| 13.2 | 方法 |
| 13.2.1 | 原子間力顕微鏡技術に基づいた方法 |
| 13.2.2 | ナノピペット沈着 |
| 13.2.3 | ビームに基づいた方法 |
| 13.2.4 | コンタクトプリンティング |
| 13.2.5 | 会合に基づいたパターニング |
| 13.3 | タンパク質ナノアレイ |
| 13.3.1 | ナノパターン上のタンパク質固定化方法 |
| 13.3.2 | バイオ分析用アプリケーション |
| 13.3.3 | 動力学的ナノアレイ |
| 13.3.4 | 細胞表面との相互作用 |
| 13.4 | DNAナノアレイ |
| 13.4.1 | DNAナノアレイの作製方法 |
| 13.4.2 | DNAを使ったバイオ分析 |
| 13.4.3 | 合理的に設計された自己会合した二次元のDNAナノアレイの応用例 |
| 13.5 | ウイルスナノアレイ |
| 13.6 | 今後の展望 |
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| 第3編 医療応用のためのナノ構造 |
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| 第14章 | 治療用および造影用デリバリー技術のためのナノキャリアとその生物学的障壁 |
| 14.1 | 概要: 治療および画像解析のためのナノキャリア |
| 14.2 | 血管脈構造と単核球食作用システムの特徴 |
| 14.2.1 | ナノキャリアの血流中における相互作用 |
| 14.2.2 | 様々な組織、腫瘍における血管内皮透過性 |
| 14.2.3 | 単核細胞と粒子排除 |
| 14.3 | 細胞ターゲッティングと細胞内デリバリー |
| 14.3.1 | 標的指向性、移行、そして細胞内輸送 |
| 14.3.2 | 細胞特異的ターゲッティングのための生物学的、化学的試薬 |
| 14.3.3 | 細胞移行性試薬 |
| 14.4 | デリバリー研究のためのナノ粒子作成技術: リポソーム |
| 14.4.1 | 導入 |
| 14.4.2 | 放出速度 |
| 14.4.3 | 大きさと電荷 |
| 14.4.4 | PEG(Poly Ethylene Glycol)と表面安定化 |
| 14.4.5 | リガンドによる修飾 |
| 14.5 | リポソーム、デンドリマー、ナノ粒子の体内分布 |
| 14.6 | ナノキャリアの毒性学 |
| 14.7 | まとめ |
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| 第15章 | 有機ナノ粒子: エレクトロニクス産業からナノメディシンにおける応用を目的とした形状特異的、機能性キャリア創出に適応した新技術 |
| 15.1 | 概説 |
| 15.2 | 方法 |
| 15.2.1 | 有機ナノ粒子合成のためのボトムアップアプローチ |
| 15.2.2 | 高分子ナノ粒子作製のためのトップダウン法 |
| 15.3 | 展望 |
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| 第16章 | ポリアミドアミンデンドリマーを基礎にした多機能性ナノ粒子 |
| 16.1 | 概要 |
| 16.1.1 | PAMAMデンドリマー: 構造と生物学的性質 |
| 16.1.2 | 細胞内への分子デリバリーのキャリアとしてのPAMAMデンドリマー |
| 16.2 | 方法 |
| 16.2.1 | PAMAMデンドリマーの合成と特性評価 |
| 16.2.2 | PAMAMデンドリマー: 物理的パラメータの決定 |
| 16.2.3 | 標的化PAMAMコンジュゲートの蛍光の定量 |
| 16.3 | 展望 |
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| 第17章 | 磁気共鳴造影法(Magnetic Resonance Imaging: MRI)のためのナノ粒子増感剤 |
| 17.1 | はじめに |
| 17.2 | ナノ粒子増強MRI法 |
| 17.2.1 | 磁性ナノ粒子造影剤 |
| 17.2.2 | 分子認識MRイメージングに用いる酸化鉄ナノ粒子 |
| 17.3 | 展望 |
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| 第18章 | 細胞工学のためのマイクロ・ナノスケールでの細胞環境制御 |
| 18.1 | 概要 |
| 18.1.1 | 細胞―基質間相互作用 |
| 18.1.2 | 細胞形状 |
| 18.1.3 | 細胞―細胞間相互作用 |
| 18.1.4 | 細胞―水溶性因子間相互作用 |
| 18.1.5 | 三次元スキャホールド |
| 18.2 | 方法 |
| 18.2.1 | ソフトリソグラフィー |
| 18.2.2 | 自己組織化単分子膜 |
| 18.2.3 | エレクトロスピニング |
| 18.2.4 | ナノトポグラフィー(ナノサイズの表面形状)の創製 |
| 18.2.5 | 交互堆積法 |
| 18.2.6 | 3Ｄプリント法 |
| 18.3 | 総括 |
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| 第19章 | 診断・治療に向けた標的指向性パーフルオロカーボンナノ微粒子 |
| 19.1 | 概要 |
| 19.2 | 方法 |
| 19.2.1 | 診断用イメージング |
| 19.2.2 | 標的指向性治療 |
| 19.2.3 | その他のイメージング法 |
| 19.3 | 総括 |
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| 第4編 ナノモーター |
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| 第20章 | 生物ナノモーター |
| 20.1 | 概観 |
| 20.2 | モーター領域のアーキテクチャー |
| 20.3 | 力発生のための初期事象 |
| 20.4 | ステップ、ホップ、滑り運動 |
| 20.5 | 指向性 |
| 20.6 | 力 |
| 20.7 | モーター相互作用 |
| 20.8 | 展望 |
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| 第21章 | バイオ・インスパイヤードハイブリッドナノデバイス |
| 21.1 | 緒言 |
| 21.2 | あらまし |
| 21.2.1 | 本章の概観 |
| 21.2.2 | 膜タンパク質とその本来の状態 |
| 21.3 | タンパク質の道具箱 |
| 21.3.1 | F0F1-ATPアーゼおよび細菌ロドプシン |
| 21.3.2 | イオンチャネルとコネクシン |
| 21.4 | エネルギー収穫 |
| 21.5 | 方法 |
| 21.5.1 | 筋パワー |
| 21.5.2 | ATPアーゼ-BRデバイス |
| 21.5.3 | 興奮性ベシクル |
| 21.6 | 展望 |
