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Rapid and sensitive membrane-based immunoassay driven by multiple signal amplification mechanisms

Research Project

Project/Area Number 22K20476
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0401:Materials engineering, chemical engineering, and related fields
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

Okuyama Hiroto  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (80961101)

Project Period (FY) 2022-08-31 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsバイオセンサー / 多孔質膜 / 抗原抗体反応 / プラズマグラフト重合 / クリック反応 / 分子認識 / イムノセンサー / マルチアッセイ / POCT / シグナル増幅
Outline of Research at the Start

先進的な医療診断に向けて、複数分子を同時かつ異なるシグナルとして読み取れるバイオセンサーを開発する。センサー基盤には多孔質膜を用い、微細孔中に抗体が集密化された反応場へ検体を積極的に透過させて迅速性と高感度を両立する。さらに二種のバイオマーカーを、細孔内酵素反応に基づく光学シグナルと細孔内重合反応に基づく圧力シグナルにより、独立かつ同時に検出する。また適切な検出システムの構築に加えて、血清など実用的な検体での実用可能性を実証する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, biosensors with high sensitivity and practical rapidity were designed, using porous membranes as the substrate. This sensor enabled the detection of target biomolecules by both optical and pressure signals. The biosensor developed in this study was able to detect molecules with a sensitivity of pg/ml and ng/ml when optical and pressure signals were used as outputs, respectively.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本課題で開発したイムノセンサーは、圧力変化及び色変化をシグナルとして利用することができ、さらに両者の検出レンジは1000倍近く異なる。本センサーを応用することで、検出レンジの異なる複数の標的分子を、同時かつ異なるシグナルアウトプットで検出することが可能になると期待される。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023

All Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Presentation] 優れたアンチファウリング性と分子認識能を持つ膜型イムノセンシング2024

    • Author(s)
      山下 浩輝, 奥山 浩人, 山口 猛央
    • Organizer
      化学工学会第89回年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 多孔質膜細孔を分子認識場とする新規電気化学アプタセンサーの開発2024

    • Author(s)
      田畑絵梨佳, 奥山 浩人, 山口 猛央
    • Organizer
      化学工学会第89回年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Membrane-based Biosensor Towards Highly Sensitive and Rapid Medical Diagnosis2023

    • Author(s)
      Hiroto Okuyama, Yuhei Oshiba, Takeo Yamaguchi
    • Organizer
      ICOM2023(International Congress on Membranes & Membrane Processes 2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Systematic design of membrane-based biosensor with high signal output2023

    • Author(s)
      Kazuya Takemura, Hiroto Okuyama, Takeo Yamaguchi
    • Organizer
      ICOM2023(International Congress on Membranes & Membrane Processes 2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Immunosensor using porous membrane with enhanced antifouling properties for diagnostic applications2023

    • Author(s)
      Hiroki Yamashita, Hiroto Okuyama, Takeo Yamaguchi
    • Organizer
      ICOM2023(International Congress on Membranes & Membrane Processes 2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 細孔内におけるシグナル増幅を用いた新規膜型バイオセンサの開発2023

    • Author(s)
      藤田 佳那, 奥山 浩人, 山口 猛央
    • Organizer
      化学工学会第54回秋季大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 多孔質膜細孔を反応場とする電気化学アプタセンサーの開発2023

    • Author(s)
      田畑絵梨佳, 奥山 浩人, 山口 猛央
    • Organizer
      化学工学会第54回秋季大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 高速かつ高感度な分子検出が可能な膜型バイオセンサーの開発2023

    • Author(s)
      奥山 浩人, 山口 猛央
    • Organizer
      日本膜学会第45年会・膜シンポジウム2023合同大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

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Published: 2022-09-01   Modified: 2025-01-30  

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