| Project/Area Number |
19K05218
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 28030:Nanomaterials-related
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| Research Institution | Aoyama Gakuin University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | グラフェン / 電気化学発光 / 免疫分析 / POCT / ECL / 透明電極 / 電気化学 / イムノアッセイ / 電気化学発光イメージング |
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| Outline of Research at the Start |
高感度で簡便な小型な免疫分析装置ができれば、臨床検査がより身近なものになり病気の早期発見に繋がると期待される。電気化学発光（ECL）を用いた免疫検査装置は高感度であるが、一般に大型である。本研究では、炭素原子で構成され光学透明性と電気伝導性に優れるグラフェンを使い捨ての透明電極として利用し、高感度かつ簡便なECL免疫分析システムの実現を目指す。このシステム実現のためのグラフェン電極の最適化の手法として、ECLイメージングの技術開発を行い、ECL測定に適したグラフェン透明電極と表面修飾方法の探索を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study has demonstrated graphene grown by CVD method allows for highly sensitive electrochemiluminescence-based (ECL) analysis owing to its high optical transparency, compared to the conventional electrode materials. ECL imaging for multilayer graphene revealed multilayer islands showed greater ECL than single-layer domain, while pristine single-layer graphene electrode that has no multilayer islands showed higher ECL intensity than multilayer graphene electrodes. ECL-based immunoassay of a carcinoembryonic antigen (CEA), known as a typical tumor marker, using single-layer graphene transparent electrodes, was successfully demonstrated below the reference concentration level. Furthermore, covalent surface modification of graphene without compromising intrinsic electric properties was successfully demonstrated by utilizing stacked two-layer graphene electrodes.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、単層のグラフェンが電気化学発光分析用途の電極として優れた特性をもつことを見出した。炭素原子わずか一層のシートが、電気化学発光のような電極表面にラジカル種を生成するプロセスにも適用可能であると示したことはECL分析やグラフェンの電気化学応用の可能性を広げるものである。
グラフェンは資源として豊富に存在する炭素原子が一層のみのシートであるため、使い捨ての電極材料として利用可能である。高感度測定可能な電気化学発光免疫測定にグラフェンを使い捨て電極として利用すれば、高感度測定可能な迅速感検査機器の開発が可能であり、新たな感染症発生時の備えや遠隔地の難病治療などに貢献できると期待される。
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