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2015 Fiscal Year Annual Research Report

分子ビーコン型プローブを提示したナノ複合体による標的ウイルスの検出

Research Project

Project/Area Number 14F04354
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

朴 龍洙  静岡大学, グリーン科学技術研究所, 教授 (90238246)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) ADEGOKE OLUWASESAN  静岡大学, グリーン科学技術研究所, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Keywords量子ドット / ナノ粒子 / 感染症の検出 / バイオセンサー / 蛍光 / 量子効率
Outline of Annual Research Achievements

前年度開発した量子ドット(QD)を用いて分子ビーコン(MB)の設計やMBプローブの作製を行い、ウイルス検出を行った。その成果は、次のとおりである。
1)近赤外(NIR)範囲で検出が可能な超蛍光レポーター(CdZnSeTeS QD)を開発した。一方、標的RNA配列を分子ビーコン(MB)のループ領域にコンジュゲートし、MBのステム両側にクエンチャーとCdZnSeTeS QDをそれぞれ結合したMBプローブを作製した。インフルエンザウイルスH1N1からRNAを抽出し、最適条件下で本MBプローブと反応させたところ、蛍光増強シグナルを検出した。この方法で、インフルエンザウイルスH1N1 RNAの二つの異なる株間判別に成功した。本MBプローブを用いてヒト血清中のH1N1ウイルスRNAを検出したところ、2コピー/mLまで検出が可能であった。この結果はCdZnSeTeS-MBプローブによって極めて低い濃度でも迅速、高感度、特異的にH1N1ウイルスを検出可能であることを示した。
2)QDの合成においてCdZnSeS/ZnSeS QDの硫黄のモル分率を制御することで、均一な粒子サイズ分布で光学特性を制御することができた。本法で合成したQDは、UV照射下で鮮やかな発光色を示し、フォトルミネッセンス量子収率(PL QY)は36~98%であった。CdZnSeS/ZnSe1.0S1.3 QDを分子ビーコン(MB)プローブ用蛍光レポーターとして用い、ヒト血清中のインフルエンザウイルスH1N1 RNAの検出を行ったところ、2コピー/mLまで検出可能であった。
本研究では、MBプローブを用いて迅速に微量のウイルスRNAを選択的に検出することに成功した。この成果は、著名な国際学術誌Biosens. Bioelectron.やJ. Mater. Chem. Bに掲載された。今後、ウイルスの種類の違いによる感度や選択性などを検討が必要である。将来的に本成果は診断用プローブの開発に繋がると確信している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初予定した量子ドットの効率が、予想以上量子収率であった。これによって分子ビーコンプローブの感度が高く、RNAを2コピー/mlレベルまで検出可能であった。

Strategy for Future Research Activity

本研究で開発した分子ビーコンプローブを用い、インフルエンザウイルス以外のウイルスの検出に応用する予定である。

  • Research Products

    (6 results)

All 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] 釜山大学校/ナノ科学技術大学(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      釜山大学校/ナノ科学技術大学
  • [Journal Article] An ultra sensitive alloyed near-infrared quinternary quantum dot-molecular beacon nano diagnostic bioprobe for influenza virus RNA2016

    • Author(s)
      Oluwasesan Adegoke, Tatsuya Kato, EnochY.Park
    • Journal Title

      Biosensors and Bioelectronics

      Volume: 80 Pages: 483-490

    • DOI

      10.1016/j.bios.2016.02.020

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Gradient band gap engineered alloyed quaternary/ ternary CdZnSeS/ZnSeS quantum dots: an ultrasensitive fluorescence reporter in a conjugated molecular beacon system for the biosensing of influenza virus RNA2016

    • Author(s)
      Oluwasesan Adegoke, Min-Woong Seo, Tatsuya Kato, Shoji Kawahito and Enoch Y. Park
    • Journal Title

      Journal of Materials Chemistry B

      Volume: 4 Pages: 1489-1498

    • DOI

      10.1039/c5tb02449h

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] An ultrasensitive near-infrared quinternary alloyed quantum dot-molecular beacon nanodiagnostic bioprobe for influenza virus RNA2016

    • Author(s)
      Oluwasesan Adegoke, Tatsuya Kato, Enoch Y. Park
    • Organizer
      日本農芸化学会2016年度大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-03-27 – 2016-03-30
  • [Presentation] Alloyed quantum dots as fluorescence reporter in a molecular beacon assay for biosensor application2016

    • Author(s)
      Oluwasesan Adegoke
    • Organizer
      2016 International Symposium toward the Future of Advanced Researches in Shizuoka University
    • Place of Presentation
      静岡大学(静岡県静岡市)
    • Year and Date
      2016-02-22 – 2016-02-22
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 生物工学研究室

    • URL

      http://www.agr.shizuoka.ac.jp/c/biotech/

URL: 

Published: 2016-12-27  

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