LAL-free LPS detection device by using a nanocarbon film electrode

• Project/Area Number: 25288071
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Analytical chemistry
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Kato Dai 国立研究開発法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 主任研究員 (80533190)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): YOSHIOKA Kyoko 国立研究開発法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 主任研究員 (50358321) ; SUZUKI Yoshio 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 健康工学研究部門, 主任研究員 (60321907) ; TANAKA Mutsuo 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 健康工学研究部門, 研究グループ長 (70344108) ; NIWA Osamu 埼玉工業大学, 先端科学研究所, 教授 (70392644)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000); Fiscal Year 2015: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2014: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000); Fiscal Year 2013: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
• Keywords: ナノカーボン / 電気化学 / LPS / デバイス / エンドトキシン

Outline of Final Research Achievements

We developed electrochemical lipopolysaccharide (LPS) detection systems based on a nanocarbon film electrode. We also developed new LPS probes consisting of LPS-affinity molecules and electroactive compounds. The nanocarbon film electrode allowed us to obtain the electrochemically amplified signals, which was dependent on the amount of LPS. The detection limit was 200 pg/mL of LPS even without a conventionally available reagent for LPS detection.

Research Products

• [Journal Article] Fluorinated Nanocarbon Film Electrode Capable of Signal Amplification for Lipopolysaccharide Detection (2016)
  • Author(s): A. Oda、D. Kato、K. Yoshioka、M. Tanaka、T. Kamata、M. Todokoro、O. Niwa
  • Journal Title: Electrochimica Acta Volume: 139 Pages: 152-158
  • DOI: 10.1016/j.electacta.2015.12.100
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] スパッタナノカーボン薄膜材料を応用したバイオセンサ (2015)
  • Author(s): 丹羽修, 加藤大, 鎌田智之, 国武雅司
  • Journal Title: 応用物理 Volume: 84 Pages: 908-912
  • NAID: 130007718661
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Poly-ε-Lysine Modified Nanocarbon Film Electrodes for LPS Detection (2014)
  • Author(s): Kato D., Oda A., Tanaka M., Iijima S., Kamata T., Todokoro M., Yoshimi Y., Niwa O.
  • Journal Title: Electroanalysis Volume: 26 Issue: 3 Pages: 618-624
  • DOI: 10.1002/elan.201300542
  • Peer Reviewed
• [Presentation] フッ素化ナノカーボン電極による食品・生体分子センシング (2016)
  • Author(s): 加藤大、吉岡恭子、藏屋英介、國武雅司、鎌田智之、 戸所正美、丹羽修
  • Organizer: 電気化学会第83回大会・第60回化学センサ研究発表会（） 29-Mar-2016
  • Place of Presentation: 大阪大学吹田キャンパス
  • Year and Date: 2016-03-29
• [Presentation] Electrochemical lipopolysaccharide detection using zinc complex-based probes and sputtered nanocarbon film electrode (2015)
  • Author(s): D. Kato, Y. Suzuki, K. Yoshioka, T. Kamata, S. Sasaki, M. Todokoro, O. Niwa
  • Organizer: Pacifichem2015
  • Place of Presentation: ホノルル（アメリカ）
  • Year and Date: 2015-12-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Electrochemical lipopolysaccharide detection using a sputtered nanocarbon film electrode (2015)
  • Author(s): D. Kato, Y. Suzuki, K. Yoshioka, T. Kamata, S. Sasaki, M. Todokoro, O. Niwa
  • Organizer: 11th Asian Conference on Chemical Sensors (ACCS 2015)
  • Place of Presentation: ペナン（マレーシア）
  • Year and Date: 2015-11-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Sputtered nanocarbon film electrodes for bioelectroanalysis (2015)
  • Author(s): D. Kato, O. Niwa
  • Organizer: 2015 China-Japan-Korea Symposium on Analytical Chemistry (CJK2015)
  • Place of Presentation: プサン（韓国）
  • Year and Date: 2015-10-14
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 創薬に関連したバイオセンシング技術の開発 (2015)
  • Author(s): 丹羽修, 加藤大, 吉岡恭子, 栗田僚二
  • Organizer: センサ・アクチュエータ・マイクロナノ/ウイーク2015 次世代センサ総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京ビックサイト（東京都）
  • Year and Date: 2015-09-18
  • Invited
• [Presentation] 亜鉛錯体プローブを用いたエンドトキシンのLALフリー電気化学検出 (2015)
  • Author(s): 吉岡恭子、加藤大、鈴木祥夫、鎌田智之、佐々木修治、戸所正美、丹羽修
  • Organizer: 2015年電気化学秋季大会/第59回化学センサ研究発表会
  • Place of Presentation: 埼玉工業大学（埼玉県）
  • Year and Date: 2015-09-11
• [Presentation] A Sputtered Nanocarbon Film Electrode as a Platform for Detecting Biomolecules (2015)
  • Author(s): D. Kato
  • Organizer: 日本分析化学会第64年会/2nd Asian Symposium for Analytical Sciences
  • Place of Presentation: 九州大学（福岡県）
  • Year and Date: 2015-09-09
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] ナノカーボン薄膜電極の開発と生体分子検出への応用 (2015)
  • Author(s): 加藤大
  • Organizer: 平成27年度 日本分析化学会 関東支部 若手交流会
  • Place of Presentation: 晴海（東京都）
  • Year and Date: 2015-06-26
  • Invited
• [Presentation] スパッタナノカーボン電極と亜鉛錯体プローブを用いたLPS計測 (2015)
  • Author(s): 加藤大、鈴木祥夫 、吉岡恭子 、小田侑 、鎌田智之、 佐々木修治 、戸所正美、丹羽修
  • Organizer: 第75回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 山梨大学（山梨県）
  • Year and Date: 2015-05-23
• [Presentation] 亜鉛錯体プローブを用いたエンドトキシンの電気化学検出 (2015)
  • Author(s): 加藤大、鈴木祥夫、小田侑、吉岡恭子、鎌田智之、佐々木修治、戸所正美、丹羽修
  • Organizer: 電気化学会第82回大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学（神奈川県）
  • Year and Date: 2015-03-16
• [Presentation] A Sputtered Nanocarbon Film Electrode for Detecting Biomolecules (2015)
  • Author(s): 加藤大
  • Organizer: Pittcon2015
  • Place of Presentation: ニューオリンズ（アメリカ）
  • Year and Date: 2015-03-09
  • Invited
• [Presentation] 電気化学LPS検出のための ポリ-ε-リジン修飾ナノカーボン電極の構築 (2014)
  • Author(s): 小田侑、加藤大、田中睦生、鎌田智之、戸所正美、丹羽修
  • Organizer: 2014年電気化学秋季大会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道）
  • Year and Date: 2014-09-28
• [Presentation] Nanocarbon Based Electrochemical Biosensors for Drug Development (2014)
  • Author(s): 丹羽修、加藤大、鎌田智之、Qiang Xue、廣野滋、戸所正美、Qiaohui Guo、Tianyan You
  • Organizer: 65th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
  • Place of Presentation: ローザンヌ（スイス）
  • Year and Date: 2014-09-04
• [Presentation] Poly-ε-lysine modified nanocarbon film electrode for LPS detection without LAL reagent (2014)
  • Author(s): 小田侑、加藤大、田中睦生、鎌田智之、戸所正美、丹羽修
  • Organizer: RSC Tokyo International Conference 2014
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県）
  • Year and Date: 2014-09-04
• [Presentation] LAL REAGENT-FREE ELECTROCHEMICAL LPS DETECTION USING A NANOCARBON ELECTRODE
  • Author(s): 小田侑、加藤大、田中睦生、鎌田智之、飯島誠一郎、吉見靖男、廣野滋、丹羽修
  • Organizer: RSC Tokyo International Conference 2013
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県）
• [Presentation] スパッタナノカーボン電極を 用いた電流増幅型LPSの電気化学検出
  • Author(s): 小田侑、加藤大、田中睦生、鎌田智之、飯島誠一郎、吉見靖男、廣野滋、丹羽修
  • Organizer: 2013年電気化学秋季大会
  • Place of Presentation: 東京工業大学大岡山キャンパス（東京都）
• [Presentation] ε-ポリリジン修飾ナノカーボン電極を用いた電気化学LPS測定法の開発
  • Author(s): 小田侑、加藤大、飯島誠一郎、鎌田智之、吉見靖男、丹羽修
  • Organizer: 第10回茨城地区分析技術交流会
  • Place of Presentation: いばらき量子ビーム研究センター（茨城県）
• [Presentation] ナノカーボン薄膜を用いたエンドトキシンの電気化学センシング
  • Author(s): 加藤大、小田侑、鎌田智之、飯島誠一郎、丹羽修
  • Organizer: 化学とマイクロ・ナノシステム学会第28回研究会
  • Place of Presentation: イーグレ姫路 あいめっせホール（兵庫県）
• [Patent(Industrial Property Rights)] エンドトキシンの電気化学的濃度測定方法 (2015)
  • Inventor(s): 加藤大,鈴木祥夫,小田侑,鎌田智之,丹羽修,吉岡恭子
  • Industrial Property Rights Holder: 加藤大,鈴木祥夫,小田侑,鎌田智之,丹羽修,吉岡恭子
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2015-028888
  • Filing Date: 2015-02-17