Signal-amplified two-way detection of virus using nanoparticles-embedded polymer nanove sicle
| Project/Area Number |
19F19064
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 28040:Nanobioscience-related
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
朴 龍洙 静岡大学, グリーン科学技術研究所, 教授 (90238246)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
GANGANBOINA AKHILESH 静岡大学, グリーン科学技術研究所, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2019-10-11 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2021: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
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| Keywords | ナノ粒子 / 磁気ナノ粒子 / 電極触媒水酸化反応 / 電気触媒 / E型肝炎ウイルス / ノロウイルス / 比色分析 / 電気化学的ウイルス検出 / リポソーム / 磁性ナノ粒子 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、①新規ナノ触媒である５酸化バナジウムナノ粒子（V2O5 NP)を数千個包埋した高分子ナノ小胞を作製し、抗体を修飾する。②異物や血清中の標的ウイルスは、予め抗体を修飾した磁気ナノ粒子に結合させて磁気分離を行い、不純物の影響を排除する。③磁場誘導による発熱で高分子ナノ小胞の複合体を溶解し、中に包まれた数千個のV2O5 NPを放出させ、触媒活性を飛躍的に向上させることで、比色法と電気化学的方法の２元的にウイルスの検出を行う。本研究は、ウイルス検出の最大の課題「不純物の影響と感度の向上」を解決するもので、既存のウイルス検出系の感度を遥かに凌駕する検出系の開発を目指すものである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
新規ナノ粒子包埋高分子ナノ小胞を作製し、高感度ウイルス検出に応用し、下記のような実績を得ている。
1）検出シグナルの増幅： V2O5ナノ粒子をカプセル化したリポソームを作製して、V2O5ナノ粒子のペルオキシダーゼ様活性と電気化学的酸化還元特性によるノロウイルスのデュアルモダリティセンシングプラットフォームを構築した。この方法で、高感度でウイルスの検出が可能であり、臨床ノロウイルスの検出も優れた精度で検出することができた。
2）量子ドット（QD）をウイルス様粒子（VLP）に組み込んだナノアーキテクチャの構築：in vitroで無機QDをE型肝炎ウイルス様粒子（HEV-LP）に詰め込み、HEV抗体検出用の蛍光バイオセンサーを開発した。HEV-LPを解体し、QDを組み込んだのち、自己組織化アプローチでHEV-LPを再構築した（QDs@HEV-LP）。ここに、抗IgGを修飾した磁気ナノ粒子、臨床検体、QDs@HEV-LPを混合するとQDs@HEV-LPに結合した。蛍光強度は、抗HEV抗体の濃度依存的であった。この方法で、HEVに感染したサルの感染後0日から68日間採集した血清から抗HEV抗体の診断に成功した。
3）高分子ナノカプセル：色原体、3,3'、5,5'-テトラメチルベンジジン（TMB）を、水溶液中での共沈に成功し、ポリ（ラクチド-co-グリコリド）（PLGA）にカプセル化した。ジメチルスルホキシド（DMSO）を添加すると、PLGAナノカプセルが溶解し、TMBが放出される。このナノカプセルをインフルエンザウイルス（IV）の検出に応用したところ、緩衝液や血清中の検出限界（LOD）がそれぞれ32.37 fg/mLおよび54.97 fg/mLであった。
以上の様に、ウイルス検出のボトルネックとなったシグナルの増幅に成功し、ウイルスを感度良く検出することができた。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(28 results)
