ヒトをはじめ、多くの生物のゲノム情報が解明され、研究や産業に応用されている。「ナノ」をキーワードに、新しいプロセスやデバイスの開発が進み、ナノ分子デザイン、ナノ医療など、新たな分野の開拓も進む。本書は、こうした新しいライフサイエンスの世界への入り口として有用である。

第1章　ナノテクノロジーとバイオテクノロジーの融合（植田充美）
1.　はじめに
2.　マテリアルを基盤とするナノバイオテクノロジー
3.　生命体を基盤とするナノバイオテクノロジー

第2章　ナノバイオテクノロジーの潮流
1.　ナノバイオテクノロジーの基盤化と産業創生（渡邉英一）
1.1　はじめに
1.2　ナノバイオテクノロジーの各国の取り組み
1.2.1　ナノテクノロジー特許動向
1.2.2　ナノバイオテクノロジーの主要国の取り組み
1.2.3　わが国のアカデミア，学術団体，民間業界団体の取り組み
1.3　産業基盤技術としてのナノバイオテクノロジー
1.3.1　ナノバイオテクノロジーとは
1.3.2　産業技術としてのナノテクノロジー
1.3.3　ナノバイオテクノロジーの産業技術としての課題
1.3.4　ナノバイオテクノロジーの産業への応用事例と今後の展望
1.4　ナノバイオテクノロジーの知識基盤構築と技術経営
1.4.1　ナノバイオテクノロジーの基盤化のための知識の構造化
1.4.2　知識の構造化による製造知識の基盤化
1.4.3　技術移転と技術経営，産業創成支援社会システム
1.5　おわりに

第3章　ナノバイオテクノロジーを支えるマテリアル
1.　ナノ構造の構築（阿尻雅文）
1.1　はじめに
1.2　ナノ構造の構築とナノバイオテクノロジー
1.2.1　合成の時代から構造形成の時代へ
1.2.2　ナノ構造の形成の基盤技術
（1）　プロセッシングの視点とナノ構造形成の制御
（2）　ナノバイオに必要な構造形成技術
（3）　アドレッシングのプロセスとナノバイオテクノロジー
1.3　ナノ粒子合成の方法
1.3.1　噴霧熱分解法
1.3.2　逆ミセル法・ホットソープ法
1.3.3　ゲル・ゾル法
1.3.4　超臨界水熱合成法
1.3.5　プロセスの相似性と原理出し
1.4　ナノ構造のアドレッシング：設計通りの配列
1.4.1　ナノ構造のバイオモディフィケーション
1.4.2　配位・アドレッシングのためにバイオアセンブリー
1.4.3　基板へのアドレッシング
（1）　リソグラフィー
（2）　マイクロコンタクトプリンティング法
（3）　DNAのパターンニング
1.5　おわりに―産業基盤化へ向けて―

2.　ナノ有機・高分子マテリアル
2.1　DNA複合ナノマテリアルとバイオ応用（細川和生，前田瑞夫）
2.2　高分子ナノゲルの設計とバイオ機能（森本展行，秋吉一成）
2.2.1　はじめに
2.2.2　ナノゲルの設計
（1）　重合法による化学架橋ナノゲル
（2）　高分子鎖の化学架橋によるナノゲル
（3）　自己組織化法による物理架橋ナノゲル
2.2.3　ナノゲルのバイオ機能
（1）　タンパク質との複合体形成とDDS
（2）　核酸との複合体形成とDDS
（3）　ナノゲルの分子シャペロン機能
2.3　ナノ機能性分子の利用に適した反応場の構築とその安定化（東雅之）
2.3.1　はじめに
2.3.2　細胞を利用したナノバイオ
2.3.3　細胞器官の利用
2.3.4　膜を介した反応の利用とその安定化
2.3.5　おわりに
2.4　刺激応答性磁性ナノ粒子の開発とバイオテクノロジーへの展開（近藤昭彦，大西徳幸）
2.4.1　はじめに
2.4.2　期待される磁性ナノ粒子材料
（1）　革新的な磁性ナノ粒子―刺激応答性磁性ナノ粒子―の開発
（2）　熱応答性高分子とは
（3）　熱応答性磁性ナノ粒子
2.4.3　熱応答性磁性ナノ粒子のバイオ領域への展開例
（1）　バイオ分離への応用
（2）　酵素固定化への応用
（3）　遺伝子工学からゲノム・プロテオーム解析への応用
（4）　細胞分離・アッセイへの応用
2.4.4　将来展望
2.5　リポソーム含有複合微粒子（松村英夫）
2.5.1　はじめに
2.5.2　微粒子複合化の基礎
2.5.3　マグネト・リポソーム
2.5.4　リポソームのエレクトロ・パーミエーション
2.5.5　おわりに
2.6　ナノマテリアルとしてのDNA（伊藤嘉浩）
2.6.1　はじめに
2.6.2　DNAが電気を通す
2.6.3　DNAでナノ構造を創る
2.6.4　DNAで計算する
2.6.5　DNAで分子認識する
2.6.6　DNAを触媒にする
2.6.7　DNAナノデバイス
2.6.8　DNAマシーン
2.6.9　DNAで認証する
2.6.10　おわりに

3.　ナノ無機マテリアル
3.1　シリカ系モノリス型HPLCカラムによる超高速・高性能分析（石塚紀生，水口博義）
3.1.1　はじめに
3.1.2　従来のHPLC用充填カラム
3.1.3　シリカ系モノリス型カラム
3.1.4　クロマトグラフィー特性
3.1.5　ナノバイオへの展望
3.1.6　おわりに
3.2　ナノバイオ分析デバイスの微細加工技術（一木隆範）
3.2.1　はじめに
3.2.2　μTAS，バイオMEMSの基盤材料と微細加工技術
（1）　石英ガラスエッチング
（2）　ホウ珪酸ガラスエッチング
3.2.3　ナノバイオ分析デバイス
（1）　基本的なマイクロ流体デバイス作製プロセス
（2）　マイクロミキサーデバイス
（3）　マイクロ流体デバイスへの埋め込み電極形成
（4）　高機能バイオ分析デバイス作製への応用
3.2.4　おわりに
3.3　ナノ制御されたメソ多孔体のバイオ領域への展開（高橋治雄）
3.3.1　はじめに
3.3.2　メソ多孔体の種類と合成
3.3.3　メソ多孔体へのバイオ分子の固定化
3.3.4　酵素のメソ多孔体への吸着メカニズムの解析
（1）　サイズの影響
（2）　細孔内のイオン的性質の影響
（3）　チャンネル構造の影響
3.3.5　固定化されたバイオ分子の特性
（1）　タンパク質の安定化
（2）　タンパク質工学との組み合わせによる相乗効果
（3）　クロロフィルの安定化
3.3.6　応用展開
（1）　パルプ漂白への応用
（2）　水素発生
3.3.7　おわりに
3.4　無機マテリアルに働きかけるタンパク質（芝清隆）
3.4.1　はじめに
3.4.2　タンパク質の働きによる分類
3.4.3　バイオミネラリゼーションに関わるタンパク質
3.4.4　合理的なタンパク工学と選択を重視する進化分子工学
3.4.5　無機マテリアルに働きかける人工タンパク質の研究
3.4.6　MolCraftを用いた人工タンパク質創製
3.4.7　おわりに
3.5　生物が造るナノプールとナノ粒子との協奏（神谷秀博）
3.5.1　ナノ粒子合成とその配列制御
3.5.2　フェリチンを用いた粒子合成
3.5.3　生物由来の界面活性物質を用いた分散性ナノ粒子の合成
3.5.4　おわりに

第4章　ナノバイオテクノロジーを支えるインフォーマティクス
1.　ナノバイオテクノロジーを支えるインフォーマティクス（本多裕之，加藤竜司）
1.1　はじめに
1.1.1　ナノバイオテクノロジーにおける生物情報科学
1.1.2　生物学におけるデータベースとその利用
1.1.3　新機能分子創製のための探索型データベース
1.2　学習するコンピュータ
1.3　探索可能なデータベースを用いたMHCクラスII分子へ結合するペプチドの予測
1.3.1　ファジィニューラルネットワーク（FNN）
1.3.2　FNNを用いたペプチド結合予測
1.4　ペプチド探索のストラテジー
1.4.1　ペプチドチップの利用
1.4.2　ナノバイオテクノロジーにおける最適生体分子の探索

第5章　ナノバイオテクノロジーで広がるプロセスとデバイス
1.　バイオプロセスによるナノバイオミネラルの創製とその応用（松永是，田中剛）
1.1　はじめに
1.2　シリカのバイオミネラリゼーション
1.3　バイオナノマグネタイトの結晶制御機構の解析
1.3.1　バイオナノマグネタイトのキャラクタリゼーション
1.3.2　磁性細菌粒子合成に関与する遺伝子の探索
1.3.3　全ゲノム解析に基づくマグネタイト形成機構の解析
1.3.4　人工マグネタイトの粒径制御
1.4　磁性細菌粒子の工学的応用
1.5　おわりに

2.　ナノテクノロジーとバイオチップ・センサー開発（民谷栄一）
2.1　バイオテクノロジーとナノテクノロジーの接点
2.2　ナノ解析・操作のためのツールの重要性
2.3　ナノテクノロジーが新たなバイオセンサーを創出
2.4　マイクロチップ集積テクノロジーと生体機能解析
2.4.1　遺伝子増幅／タンパク合成チップ
2.4.2　脂質膜チャンバーアレイ
2.4.3　細胞チップ・センサーの開発
（1）　アレルギー応答細胞チップセンサー
（2）　神経細胞センサーによるドラックスクリーニング
（3）　集積型免疫細胞チップと抗体スクリーニング
2.5　おわりに

3.　抗体マイクロアレイ（長棟輝行）
3.1　はじめに
3.2　タンパク質発現プロファイリング，タンパク質相互作用解析用の抗体マイクロアレイシステム開発の現状
3.3　抗体マイクロアレイシステム作製のための基盤技術
3.4　ESD法による抗体マイクロアレイの作製と免疫測定系への応用例
3.5　おわりに

4.　次世代ナノバイオデバイス（加地範匡，長田英也，馬場嘉信）

5.　バイオナノプロセスによるデバイス作製（岩堀健治，村岡雅弘，山下一郎）
5.1　はじめに
5.2　バイオの世界
5.2.1　自己集合能力
5.2.2　バイオミネラリゼーション
5.3　バイオナノプロセス
5.3.1　フェリチンタンパク質
5.3.2　配列化・二次元結晶化
5.3.3　フェリチンタンパク質殻の除去
5.3.4　アポフェリチンタンパク質への金属の内包
5.3.5　フローティングゲートメモリー
5.4　バイオナノプロセスの未来

6.　マイクロ化学プロセスに適したマイクロ質量分析システム（伊永隆史）
6.1　はじめに
6.2　MS開発研究の着眼点
6.3　マイクロ化学反応プロセスのオンチップ集積によるマイクロ化学システムの開発
6.4　マイクロTOF/MSプロトタイプ装置の開発
6.5　モノリスインターフェイス接続によるマイクロTOF/MSの高機能システム化

7.　単一細胞操作支援ロボット（斉藤美佳子，松岡英明）
7.1　はじめに
7.2　単一細胞操作支援ロボットの発想
7.3　マイクロインジェクションの自動化の試み
7.4　おわりに

8.　DNA分子の操作技術とその応用（桂進司）

9.　分子認識イオンゲート膜（山口猛央）
9.1　はじめに
9.2　分子認識ゲート膜
9.3　分子認識細孔径制御
9.4　DDS製剤のための分子認識マイクロカプセル
9.5　おわりに

10.　ナノ集合体の孤立空間を利用したタンパク質のリフォールディング（後藤雅宏，迫野昌文）
10.1　はじめに
10.2　タンパク質リフォールディング法とその問題点
10.3　ナノ集合体逆ミセルの特性
10.4　逆ミセルのナノ空間を利用した変性タンパク質のリフォールディング
10.5　逆ミセル法における分子シャペロンの利用
10.6　逆ミセル法の今後の展望

11.　リポソームを用いたモノクローナル抗体の生細胞導入法の開発とその応用（大内敬，新井孝夫）
11.1　モノクローナル抗体の生細胞導入法
11.2　細胞内生体分子のイメージング
11.3　細胞内生体分子の機能研究
11.4　おわりに

12.　ナノバイオを指向した分析装置：マイクロ／ナノフローHPLC（新谷幸弘）
12.1　はじめに
12.2　マイクロ／ナノフローHPLCシステム
12.3　送液システム
12.3.1　概要
12.3.2　ダブルピストンポンプ
12.3.3　異物性溶媒における流量精度およびグラジエント系での送液安定性の評価
12.3.4　標準試料による送液性能の評価
12.4　分離カラム
12.5　検出器
12.5.1　紫外／可視吸光度検出器（UV/VIS検出器）
12.5.2　電気化学検出器
12.6　HPLCの2次元化
12.7　おわりに

第6章　ナノバイオテクノロジーで広がる新しい世界
1.　ナノ分子クリエーション
1.1　コンビナトリアル・バイオエンジニアリングによる新しい分子の創製（植田充美）
1.1.1　はじめに
1.1.2　コンビナトリアル・バイオエンジニアリング
1.1.3　ナノバイオ分子ディスプレイ
1.1.4　網羅的分子スクリーニングとクリエーション
（1）　新しいタンパク質工学の戦略
（2）　新機能ナノタンパク質クリエーション
1.2　無細胞系ナノバイオテクノロジーによる新規タンパク質分子創製技術（中野秀雄）
1.2.1　はじめに
1.2.2　リボソームディスプレイ
1.2.3　エマルジョン法
1.2.4　SIMPLEX
1.2.5　おわりに

2.　ナノメディシン
2.1　中空バイオナノ粒子を用いるピンポイントDDSおよび遺伝子導入法（黒田俊一，谷澤克行，妹尾昌治，近藤昭彦，上田政和）
2.1.1　はじめに
2.1.2　技術背景
2.1.3　中空バイオナノ粒子の開発へ
2.1.4　中空バイオナノ粒子の性質
2.1.5　中空バイオナノ粒子によるピンポイント物質導入
2.1.6　中空バイオナノ粒子の再標的化
2.1.7　中空バイオナノ粒子の今後の展開
2.1.8　おわりに
2.2　量子ドットの生物・医療応用（花木賢一，山本健二）
2.2.1　はじめに
2.2.2　量子ドットの蛍光特性
2.2.3　量子ドットの親水化
2.2.4　量子ドットの生物学応用
2.2.5　量子ドットの医療応用
2.2.6　量子ドットの問題点
2.2.7　展望
2.3　がん中性子捕捉療法におけるナノ粒子を用いた増感原子のデリバリー（福森義信，市川秀喜）
2.3.1　はじめに
2.3.2　中性子捕捉療法の原理
2.3.3　ホウ素クラスターBSHとそのナノ粒子キャリアー
2.3.4　ガドリニウム中性子捕捉療法へのナノ粒子の適用
（1）　体循環経由での腫瘍内へのガドリニウムの送達
（2）　腫瘍内直接投与のためのキトサン粒子の設計と調製
（3）　その他の試み
2.3.5　おわりに
2.4　ナノテクノロジーを用いた遺伝子導入ベクターの開発と応用（谷山義明，島村宗尚，金田安史，森下竜一）
2.4.1　はじめに
2.4.2　HVJ-liposomeの開発
2.4.3　HVJ envelope vectorの開発
2.4.4　中枢神経系への遺伝子導入
2.4.5　HGFの神経保護効果
2.4.6　ラット脳虚血モデルへの遺伝子治療
2.4.7　おわりに
2.5　ナノメディシンとしてのフラーレンの展開（田畑泰彦）
2.5.1　はじめに
2.5.2　がんの光線力学療法
2.5.3　PEG修飾フラーレンと超音波との組み合わせによるin vitro抗がん活性
2.5.4　がんの超音波力学的治療実験
2.5.5　おわりに
2.6　再生医療のためのナノテクノロジー―ナノインテリジェント表面を活用する細胞シート工学―（大和雅之，岡野光夫）
2.6.1　はじめに
2.6.2　温度応答性培養皿
2.6.3　細胞シート工学

3.　ナノマシン
3.1　ナノアクチュエータとしてのタンパク質分子モーター（上田太郎，平塚祐一）
3.1.1　タンパク質分子モーターとは
3.1.2　タンパク質分子モーターの動作原理
3.1.3　ナノアクチュエータとしてのタンパク質分子モーター
（1）　大きさと自己組織化
（2）　エネルギー源
（3）　大量生産
（4）　高性能化・新機能付加
（5）　短所
3.1.4　タンパク質分子モーターの利用可能分野
3.1.5　生物学的アプローチ
3.2　極低温電子顕微鏡法による超分子の構造解析（米倉功治，眞木さおり，難波啓一）
3.2.1　はじめに
3.2.2　特徴
3.2.3　結像原理
3.2.4　解析
3.2.5　解析の実例
（1）　細菌べん毛繊維とそのキャップタンパク質の複合体の構造解析
（2）　らせん対称性を利用した細菌べん毛繊維の構造解析
3.2.6　おわりに

4.　ナノバイオロジー
4.1　蛍光分子イメージング法を用いたナノ分子の検出と機能解析（多田隈尚史，座古保，船津高志）
4.1.1　ナノ分子の検出
4.1.2　蛍光分子イメージングを用いた機能解析
4.1.3　1分子観察の意義
4.1.4　タンパク質相互作用の1分子観察例
（1）　シャペロニンGroEL-ESの相互作用
（2）　GFPの折れたたみ過程のイメージング
4.1.5　今後の展望
4.2　磁気ナノ粒子を用いた免疫検査（円福敬二）
4.2.1　はじめに
4.2.2　磁気的免疫検査法
4.2.3　SQUID磁気センサ
4.2.4　磁気ナノマーカー
4.2.5　免疫検査実験
（1）　磁化率測定
（2）　磁気緩和測定
（3）　残留磁気測定
4.2.6　おわりに
4.3　偏光顕微鏡による細胞の観察（加藤薫）
4.3.1　バイオ分野の光学顕微鏡の特徴とその分解能および検出限界
4.3.2　医学・生物学での偏光顕微鏡の貢献
4.3.3　複屈折と偏光顕微鏡
（1）　複屈折
（2）　偏光顕微鏡による複屈折の観察
4.3.4　Pol-scope（液晶を用いた試料の方位に依存しない偏光顕微鏡）
4.3.5　おわりに
4.4　生体分子の高速ナノダイナミクス撮影（安藤敏夫）
4.4.1　はじめに
4.4.2　AFMの仕組み
4.4.3　撮影速度の律速度因子
4.4.4　高速AFM
4.4.5　タンパク質のナノダイナミクス撮影
4.4.6　探針・試料間にかかる力の軽減化
4.4.7　今後の展開
4.5　X線顕微鏡による細胞の機能イメージング（眞島利和）
4.5.1　はじめに
4.5.2　密着型フラッシュ軟X線顕微鏡
4.5.3　投影型X線顕微鏡と結像型X線顕微鏡
4.6　X線結晶構造解析からみるナノバイオテクノロジー（田之倉優，伊東孝祐）
4.6.1　ナノバイオテクノロジー（医療と工業への応用）
4.6.2　タンパク質立体構造の解析法
4.6.3　X線結晶構造解析
4.6.4　アゾ化合物およびAzoRについて
4.6.5　AzoRのX線結晶構造
4.7　時間分解振動分光法で観たタンパク質の動き（水谷泰久）
4.7.1　はじめに
4.7.2　ピコ秒時間分解共鳴ラマン分光法
4.7.3　ミオグロビンの構造ダイナミクス
4.7.4　ヘモグロビンの構造ダイナミクス
4.7.5　今後の展望

第7章　ナノバイオテクノロジーの未来（植田充美）