Electrochemical-SERS-based novel detection of infectious virus using MoO3 QDs-loaded na nogels
| Project/Area Number |
19F19348
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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) |
ACHADU OJODOMO 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) |
2019-11-08 – 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: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000)
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| Keywords | ナノ粒子 / ウイルス様粒子 / 表面増強ラマン散乱 / ホットスポット / ノロウイルス / 蛍光イムノアッセイ / 磁性三酸化モリブデン / 磁性三酸化モリブデンナノキューブ / 蛍光 / グラファイト / インフルエンザ / 局在表面プラズモン共鳴 / プラズモン |
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| Outline of Research at the Start |
ウイルスの検出における感度の向上は、正しい診断を行う上で喫緊の課題である。そのためには、ウイルス以外の夾雜物質の影響を小さくし、同時に感度を上げる必要がある。本研究では、MoO3量子ドット（MoO3 QD）を包埋したゲルを用いて表面増強ラマン散乱（SERS）効果を増大させる。また、磁気グラフェンナノシーツ（MGQD Ns）を用い標的ウイルスを夾雑物から効率よく分離する検出系を開発する。これによって、夾雑物の影響を最低限にし、ウイルスの存在を電気信号とSERSというデュアルモードでの検出を可能とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
酸化モリブデン量子ドットを作製し、表面ラマン散乱光（SERS）を増強するナノタグやナノゲルを開発し、ウイルスの高感度での検出を行った。
１）SERS増強用ナノタグ開発：プラズモンと磁気特性を有する酸化モリブデンナノ立方体とグラフェンを用いたラーマン分光法（SERS）を開発して、ノロウイルスを検出した。磁気酸化モリブデンをSERSのナノタグに、酸化グラフェンを２次元SERSのレポーターとして、シグナルを10億倍増強した。このウイルス検出系を用いてノロウイルス様粒子（NoV-LP）を5.2 fg/mL、臨床ノロウイルスを60 RNAコピー/mLの検出感度で検出した。この感度は、市販のELISAキットや簡易型の検出系より1000倍程度高い値である。
２）SERSナノゲルの作製：ポリエチレンイミンからなるpH応答性ナノゲルを作製し、SERS用ナノタグを包埋した。そこに、磁気ナノ粒子を用いて磁気ナノ粒子、ウイルス及びナノゲルのサンドイッチ構造を確認した。磁気分離後、SERS基板でホットスポットを形成させ、SERSを増強した。この原理をE型肝炎ウイルスの検出に応用し、検出感度6.5 fg/mLを得た。
３）天然由来の材料を用いたカーボンドットの作製：硫黄原子をドーピングした寒天由来のカーボンドット(S-agCDs)を合成に成功した。抗NoV抗体をS-agCDsと磁気銀ナノキューブ（MNP-AgNC）に標識し、標的ウイルスを結合させ磁気分離を行った。その後、蛍光法とSERS法でウイルスを検出したところ、NoV-LPでは0.1 fg/ml、NoVでは10 copy/mlの高感度検出に成功した。この方法は、サーベランスなどに有効な方法として考えられる。
以上の様に、SERS法において不安定なナノタグを安定的に機能させ、増幅できるナノタグーナノゲルの開発に成功し、高感度ウイルス検出を実現した。
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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
(18 results)
