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2014 Fiscal Year Annual Research Report

環境アレルゲンのオンサイトモニタリングを目的とした蛍光免疫計測システム

Research Project

Project/Area Number 14J06141
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

宮島 久美子  東京工業大学, 総合理工学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Keywordsアレルゲン / 光ファイバ / 免疫計測 / 磁性カプセル / FePt
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、住環境中に存在する浮遊アレルゲンを対象とした新規な免疫計測システムの開発である。浮遊アレルゲンの動態評価のためのモニタリング計測が可能なシステムを構築することを念頭に、平成26年度は特に連続的な免疫学的計測を実施するための捕捉抗体の固定化担体としての磁気微粒子の作製に注力した。
捕捉抗体の固定化単体用中空磁性カプセル粒子の作製では、従来のドラッグデリバリーように開発されたナノメートルサイズの粒子の作製手順を基に、より外部磁場による分離が容易なマイクロメートルサイズの粒子を作製するための各種条件について検討を行った。鋳型となるシリカ粒子に、高分子量のPoly(ethyleneimine) (PEI)を被覆させることで、シェルとなるFePtを粒子表面に堆積することが可能となった。さらに、PEI被覆から手順を繰り返し行うことでFePt堆積層を二重にし、シリカ鋳型を溶解したところ、強固な中空構造を維持可能な磁性カプセルが得られた。今後は、作製したマイクロメートルサイズの中空磁性カプセル粒子を捕捉抗体の固定化担体として使用するため、抗体固定化方法について検討を進める。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

中空磁性カプセル粒子の作製について計画では、光ファイバ型センサの感応部での繰返し計測のため、捕捉抗体固定化ビーズの着脱制御方法について検討する予定であった。しかし、効率的な連続計測のためには、従来のカプセル粒子径よりも大きな粒子を用いることが適当であり、よって、新たに粒子作製方法を確立する必要が生じた。今年度はマイクロメートルサイズの磁性カプセル創生に注力し、これがほぼ達成されたことから、計画の変更はあったものの概ね予定通りに研究が進展しているといえる。

Strategy for Future Research Activity

今後、中空磁性カプセル粒子の表面への抗体固定化方法について検討を行う。まず、カプセル粒子表面への金ナノ粒子のコーティングについて検討する。金ナノ粒子を用いることで、抗体を静電相互作用及び疎水性相互作用により受動的に吸着することが可能となる。また、第二の方法として、カプセル粒子の表面を官能基化することについても検討する。金ナノ粒子を用いず、カプセル粒子表面を適宜ポリマーで被覆することで、共有結合により抗体を修飾する予定である。以上、種々のアプローチによる抗体固定化方法を検討し、最適化を行う。また、作製された抗体固定化ビーズは、まずELISA等の基本的な免疫学的測定法に供し、その有用性について検討する。

  • Research Products

    (19 results)

All 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (15 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Odourless Watermark (Digital Chemocode) System with Biochemical Sniff Scanner2014

    • Author(s)
      Saito H, Goto T, Miyajima K, Munkhjargal M, Arakawa T, Mitsubayashi K
    • Journal Title

      Sensors and Materials

      Volume: 26 Pages: 109-119

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Bioelectronic Sniffer (Biosniffer) Based on Enzyme Inhibition of Butyrylcholinesterase for Toluene Detection2014

    • Author(s)
      Saito H, Suzuki Y, Gessei T, Miyajima K, Arakawa T, Mitsubayashi K
    • Journal Title

      Sensors and Materials

      Volume: 26 Pages: 121-129

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Direct analysis of airborne mite allergen (Der f1) in the residential atmosphere by chemifluorescent immunoassay using bioaerosol sampler2014

    • Author(s)
      Miyajima K, Suzuki Y, Miki D, Arai M, Arakawa T, Shimomura H, Shiba K, Mitsubayashi K
    • Journal Title

      Talanta

      Volume: 123 Pages: 241-246

    • DOI

      10.1016/j.talanta.2013.11.033

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 住環境中ダニアレルゲンのon-site計測のためのSAW免疫センサ2015

    • Author(s)
      三木大輔, 吉村直之, 當麻浩司, 宮島久美子, 荒川貴博, 谷津田博美, 三林浩二
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学 湘南キャンパス、平塚市、神奈川
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-14
  • [Presentation] インフルエンザウイルスのための化学蛍光法を用いた光ファイバ型免疫測定に関する研究2015

    • Author(s)
      鈴木友梨香, 齋藤真奈, 下村弘治, 宮島久美子, 當麻浩司, 荒川貴博, 三林浩二
    • Organizer
      第25回生物試料分析科学会 年次学術集会
    • Place of Presentation
      文京学院大学 本郷キャンパス、文京区、東京
    • Year and Date
      2015-02-14 – 2015-02-15
  • [Presentation] Fiber-optic Immunosensing device for house dust mite allergen in air2014

    • Author(s)
      Miyajima K, Arai M, Toma K, Arakawa T, Shimomura H, Mitsubayashi K
    • Organizer
      International Conference on Bioelectronics, Biosensors, Biomedical Devices BioMEMS/NEMS, Applications 2014
    • Place of Presentation
      Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, China
    • Year and Date
      2014-11-17 – 2014-11-19
  • [Presentation] Highly sensitive fiber-optic formaldehyde gas sensor (biosniffer) for food-sample detection2014

    • Author(s)
      Jen Chien P, Miyajima K, Munkhjargal M, Toma K, Arakawa T, Kudo H, Mitsubayashi K
    • Organizer
      International Conference on Bioelectronics, Biosensors, Biomedical Devices BioMEMS/NEMS, Applications 2014
    • Place of Presentation
      Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, China
    • Year and Date
      2014-11-17 – 2014-11-19
  • [Presentation] Gaseous ethanol imaging systemfrom human breath and skin for evaluation of alcohol metabolism2014

    • Author(s)
      Arakawa T, Kita K, Wang X, Miyajima K, Toma K, Mitsubayashi K
    • Organizer
      International Conference on Bioelectronics, Biosensors, Biomedical Devices BioMEMS/NEMS, Applications 2014
    • Place of Presentation
      Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, China
    • Year and Date
      2014-11-17 – 2014-11-19
  • [Presentation] 免疫化学蛍光法による浮遊ダニアレルゲンDer f1の計測2014

    • Author(s)
      栗原康司, 鈴木友梨香, 宮島久美子, 新井萌花, 下村弘治, 荒川貴博, 當麻浩司, 三林浩二
    • Organizer
      ’14 SAS インテリジェントシンポジウム
    • Place of Presentation
      東海大学 湘南キャンパス、平塚市、神奈川
    • Year and Date
      2014-11-13 – 2014-11-14
  • [Presentation] 多孔質中空粒子の網目状構造シェル形成に与えるシリカコートの影響2014

    • Author(s)
      三輪勇樹,渕上輝顕,宮島久美子,北本仁孝
    • Organizer
      粉体粉末冶金協会平成26年度秋季大会(第114回講演大会)
    • Place of Presentation
      大阪大学コンベンションセンター、吹田市、大阪
    • Year and Date
      2014-10-29 – 2014-10-30
  • [Presentation] 住環境アレルゲン動態評価のための光ファイバ式蛍光免疫計測システム2014

    • Author(s)
      三木大輔, 宮島久美子, 當麻浩司, 荒川貴博, 三林浩二
    • Organizer
      第四回次世代センサ研究発表会
    • Place of Presentation
      東京ビッグサイト、江東区、東京
    • Year and Date
      2014-09-17
  • [Presentation] Fiber-optic chemifluorescent immunoassay system for measurement of mite allergen Der f12014

    • Author(s)
      Suzuki Y, Miyajima K, Arai M, Arakawa T, Shimomura H, Shiba K, Mitsubayashi K
    • Organizer
      International Union of Materials Research Societies- The IUMRS International Conference in Asia 2014
    • Place of Presentation
      Fukuoka University, Fukuoka-City, Fukuoka
    • Year and Date
      2014-08-24 – 2014-08-30
  • [Presentation] 2-dimensional gaseous ethanol visualization system for noninvasive analysis of alcohol metabolism from exhaled human breath2014

    • Author(s)
      Jen Chien P, Ye M, Miyajima K, Arakawa T, Mitsubayashi K
    • Organizer
      International Union of Materials Research Societies- The IUMRS International Conference in Asia 2014
    • Place of Presentation
      Fukuoka University, Fukuoka-City, Fukuoka
    • Year and Date
      2014-08-24 – 2014-08-30
  • [Presentation] Biocatalysis-based chemo-mechanical actuator for autonomous drug release system for blood sugar control in Diabetes2014

    • Author(s)
      Munkhjargal M, Sato R, Takagi H, Miyajima K, Arakawa T, Mitsubayashi K
    • Organizer
      International Union of Materials Research Societies- The IUMRS International Conference in Asia 2014
    • Place of Presentation
      Fukuoka University, Fukuoka-City, Fukuoka
    • Year and Date
      2014-08-24 – 2014-08-30
  • [Presentation] Breath alcohol imaging with enzyme mesh after drinking2014

    • Author(s)
      Sato T, Wang X, Miyajima K, Toma K, Munkhjargal M, Arakawa T, Mitsubayashi K
    • Organizer
      Breath Analysis 2014
    • Place of Presentation
      Filmar Hotel, Torun, Poland
    • Year and Date
      2014-07-06 – 2014-07-09
  • [Presentation] Fiber-optic chemifluorescent immunoassay for continuous monitoring of airborne mite allergen Der f12014

    • Author(s)
      Miyajima K, Suzuki Y, Miki D, Arai M, Toma K, Arakawa T, Shimomura H, Mitsubayashi K
    • Organizer
      38th International Symposium on Environmental Analytical Chemistry
    • Place of Presentation
      SwissTech Convention Center (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne), Lausanne/Switzerland
    • Year and Date
      2014-06-17 – 2014-06-20
  • [Presentation] Bioaerosol analysis of house dust mite allergen (Der f1) by fiber-optic chemifluorescent immunoassay system2014

    • Author(s)
      Miyajima K, Suzuki Y, Miki D, Arai M, Arakawa T, Shimomura H, Shiba K, Mitsubayashi K
    • Organizer
      Biosensors 2014
    • Place of Presentation
      Melbourne Convention and Exhibition Centre, Melbourne, Australia
    • Year and Date
      2014-05-27 – 2014-05-30
  • [Presentation] Direct imaging system of gaseous ethanol from exhaled human breath for non-invasive analysis of alcohol metabolism2014

    • Author(s)
      Arakawa T, Wang X, Kajiro T, Miyajima K, Yano K, Mitsubayashi K
    • Organizer
      Biosensors 2014
    • Place of Presentation
      Melbourne Convention and Exhibition Centre, Melbourne, Australia
    • Year and Date
      2014-05-27 – 2014-05-30
  • [Book] クリーンテクノロジー2015年1月号「医療・健康科学のためのバイオセンシング 気相バイオ計測技術を用いた生体ガス及びアレルゲンモニタリング」2015

    • Author(s)
      宮島久美子,三林浩二
    • Total Pages
      80(18-24)
    • Publisher
      日本工業出版株式会社

URL: 

Published: 2016-06-01  

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