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Development of high-brightness luminescent beads using aggregation-induced emission materials and application to highly sensitive detection of viruses

Research Project

Project/Area Number 17K01958
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Chemical biology
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

Hatano Ken  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (40332316)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords凝集誘起発光 / 感染症 / 診断 / 高感度検出 / ウイルス / 迅速診断 / イムノクロマト / 蛍光 / ポリスチレン / ビーズ / 標識 / 高感度 / 検出 / 分子イメージング / 標識物質 / 凝集誘発発光 / 蛍光ビーズ
Outline of Final Research Achievements

n this study, we have developed beads that emit light with high brightness by incorporating aggregation-induced emission materials into polystyrene beads. As a result, we were able to develop beads that emit light with high brightness, reaching a quantum yield of 90%. Further, using the beads as a core, surface functionalization, PEG chain modification, and sensitization with an anti-influenza antibody were performed to obtain a labeled antibody for an immunochromatography kit. Using this labeled antibody, an immunochromatography kit for influenza was prototyped. Comparing the detection sensitivity with a commercially available influenza immunochromatography kit that uses an antibody labeled with colloidal gold, it was found that the detection kit using the developed beads can detect influenza with 100 times higher sensitivity.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果は、非常に重要な社会的な意義がある。現在の新型コロナ禍でも同じだが、感染症に感染しているかを判定する迅速・簡便・安価・高感度な検査方法の確立が望まれている。現在、PCR検査は、高感度ではあるが、数時間以上の時間を要し、安価に診断できるような方法ではない。一方、イムノクロマトキットは迅速・簡便・安価ではあるが、感度があまりよくなく、感染しているにもかからわず、見逃してしまう偽陰性検体が多く、症状が出るまでの間に他に感染させていた疑いが大きい。しかし、本件で開発した高輝度蛍光ビーズを使用すれば、市販品に比べ100倍も高感度化することから、感染拡大防止、医療費削減の形で社会貢献できる。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2019 2018

All Presentation (5 results)

  • [Presentation] 凝集誘起発光物質を内包した高輝度蛍光微粒子の開発2019

    • Author(s)
      銭本直樹、藤川大輔、町田 成、小山哲夫、松下隆彦、松岡浩司、幡野 健
    • Organizer
      第23回 ケイ素化学協会シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 高輝度蛍光微粒子の製造と応用2019

    • Author(s)
      幡野 健、藤川大輔、町田 成、小山哲夫、松下隆彦、松岡浩司
    • Organizer
      第46回 有機典型元素化学討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 凝集誘起発光を利用した高輝度蛍光微粒子の開発と感染症迅速診断への応用2019

    • Author(s)
      町田 成、藤川大輔、小山哲夫、松下隆彦、松岡浩司、幡野 健
    • Organizer
      第46回 有機典型元素化学討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 濃度消光を引き起こさない新規蛍光微粒子の開発2018

    • Author(s)
      藤川大輔,小山哲夫,松下隆彦,松岡浩司,幡野 健
    • Organizer
      第22回ケイ素化学協会シンポジウム
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 溶媒留去法を用いた蛍光ビーズの高感度化および多色化2018

    • Author(s)
      銭本直樹,藤川大輔,小山哲夫,松下隆彦,松岡浩司,幡野 健
    • Organizer
      第22回ケイ素化学協会シンポジウム
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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