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2015 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。平成27年度は、連続的な免疫学的計測を実施するため、26年度までに作製した磁気微粒子(磁性カプセル粒子)への捕捉抗体の固定化方法の最適化、及び、磁気微粒子を用いた計測技術について知識・経験を深め本研究課題に応用するため、海外渡航制度を利用し、磁気微粒子と光学アレイを利用した計測システムの操作並びにバイオマーカー検出法に関する技術習得に注力した。まず、磁性カプセル粒子への捕捉抗体の固定化方法の最適化では、固定化方法として、粒子表面にカルボキシル基を発現させる方法、及び粒子表面に金ナノ粒子(AuNP)を結合させる方法について検討した。TEM像観察や組成分析の結果、それぞれの方法により磁性カプセル粒子表面に官能基やAuNPが結合していることが確認された。そこでそれぞれのカプセル粒子を用いて捕捉抗体の固定化を行い、免疫計測に供したところ、バックグラウンド値が高く、測定対象の検出が困難であり、固定化方法の改善の必要性が示唆された。次に、磁気微粒子と光学アレイを利用した計測システムについては、米国タフツ大学の研究室にて技術研修を行った。さらに、習得した技術を利用し、造血幹細胞移植後の移植片対宿主病の発症を予測するための血清バイオマーカーについて測定法の構築を行った。現在までに、6つのバイオマーカー候補のうち2つについて測定法が確立され、今後残りのマーカーについても順次構築を進める。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

磁性カプセル粒子への捕捉抗体固定化法については、さらなる検討が必要であるものの、抗体固定化の前段階である官能基や金ナノ粒子による表面被覆に成功していることから、順調に進展していると考えている。また、今年度は特に米国で研究活動を行い、磁気微粒子と光学アレイを利用した計測システムについて理解を深め操作技術を習得に注力した。当初計画通り、該当技術の習得を行い、磁気微粒子を用いた計測法やその応用展開について新たな知見が得られた。以上のことから、今研究課題はおおむね予定通り研究が進展しているといえる。

Strategy for Future Research Activity

残りの米国滞在期間中は、引き続き血清バイオマーカー検出法の確立に取り組み、患者血清の測定、さらに同一サンプルによる同時多抗原検出へ展開する予定である。帰国後は、米国での経験を活かし、浮遊アレルゲンの連続的な免疫計測法について検討を進める。具体的には、磁性カプセル粒子への捕捉抗体固定化方法を確立し、さらに、光ファイバ型センサの感応部において、磁性カプセル粒子を捕捉抗体担体とし、免疫計測を繰り返し行うため、磁気によるカプセル粒子のセンサ感応部への着脱制御方法について検討する。

  • Research Products

    (16 results)

All 2016 2015

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Chemifluorescent optical fiber immunosensor for on-site bioaerosol monitoring system2015

    • Author(s)
      K. Toma, Y. Suzuki, C. Kishikawa, M. Saito, K. Miyajima, T. Arakawa, H. Shimomura, K. Mitsubayashi
    • Journal Title

      Sensors and Materials

      Volume: 27(11) Pages: 1113-1122

    • DOI

      10.18494/SAM.2015.1148

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A fluorometric biochemical gas sensor (biosniffer) for acetaldehyde vapor based on catalytic reaction of aldehyde dehydrogenase2015

    • Author(s)
      Y. Suzuki, M. Ye, K. Miyajima, T. Arakawa, S. Sawada, H. Kudo, K. Akiyoshi, K. Mitsubayashi
    • Journal Title

      Sensors and Materials

      Volume: 27(11) Pages: 1123-1130

    • DOI

      10.18494/SAM.2015.1149

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Fluoroimmunoassay system for fiber-optic measurement of house dust mite allergen (Der f1)2015

    • Author(s)
      K. Miyajima, H. Kon, T. Arakawa, K. Shiba, K. Mitsubayashi
    • Journal Title

      Sensors and Materials

      Volume: 27(9) Pages: 871-880

    • DOI

      10.18494/SAM.2015.1123

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Repetitive immunoassay with a surface acoustic wave device and a highly stable protein monolayer for on-site monitoring of airborne dust mite allergens2015

    • Author(s)
      K. Toma, D. Miki, C. Kishikawa, N. Yoshimura, K. Miyajima, T. Arakawa, H. Yatsuda, K. Mitsubayashi
    • Journal Title

      Analytical Chemistry

      Volume: 87(20) Pages: 10470-10474

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.5b02594

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Chemiluminescent imaging of transpired ethanol from the palm for evaluation of alcohol metabolism2015

    • Author(s)
      T. Arakawa, K. Kita, X. Wang, K. Miyajima, K. Toma, K. Mitsubayashi
    • Journal Title

      Biosensors and Bioelectronics

      Volume: 67 Pages: 570-575

    • DOI

      10.1016/j.bios.2014.09.045

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] A chemi-fluorescence immunosensor with disposable PMMA fiber for detection of influenza viruses2016

    • Author(s)
      K. Toma, Y. Suzuki, M. Saito, K. Miyajima, T. Arakawa, H. Shimomura, K. Mitsubayashi
    • Organizer
      EUROPT(R)ODE XIII
    • Place of Presentation
      Graz, Austria
    • Year and Date
      2016-03-20 – 2016-03-23
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 化学蛍光法によるインフルエンザウイルスの光ファイバ型免疫測定に関する研究2016

    • Author(s)
      岸川知里,鈴木友梨香,齋藤真奈,宮島久美子, 當麻浩司,荒川貴博,下村弘冶,三林浩二
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-20
  • [Presentation] Repetitive immunosensing with a highly stable protein monolayer and surface acoustic wave device for allergen monitoring2015

    • Author(s)
      K. Toma, D. Miki, N. Yoshimura, K. Miyajima, T. Arakawa, H. Yatsuda, K. Mitsubayashi
    • Organizer
      Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A surface acoustic wave biosensor allowing repetitive immunoassay for dust mite allergen monitoring2015

    • Author(s)
      K. Toma, D. Miki, C. Kishikawa, N. Yoshimura, K. Miyajima, T. Arakawa, H. Yatsuda, K. Mitsubayashi
    • Organizer
      Bio4Apps 2015
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      2015-12-09 – 2015-12-11
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ダニアレルゲンDer f 1の半連続on-site計測のための表面弾性波(SAW)免疫センサに関する研究2015

    • Author(s)
      岸川知里,三木大輔,宮島久美子,吉村直之,當麻浩司,荒川貴博,谷津田博美,三林浩二
    • Organizer
      第27回SAS Symposium
    • Place of Presentation
      神奈川
    • Year and Date
      2015-11-12 – 2015-11-13
  • [Presentation] ダニアレルゲン免疫測定におけるSAWデバイスの新たな取り組み(半連続計測)2015

    • Author(s)
      當麻浩司,三木大輔,鈴木友梨香,岸川知里,宮島久美子,吉村直之,荒川貴博,谷津田博美,三林浩二
    • Organizer
      弾性波素子技術第150委員会第142回研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-10-10
    • Invited
  • [Presentation] 環境アレルゲンモニタリング用光ファイバ式免疫計測システムのための磁性マイクロカプセルの作製2015

    • Author(s)
      宮島久美子,三輪勇樹,渕上輝顕,北本仁孝
    • Organizer
      2015年電気化学会秋季大会
    • Place of Presentation
      埼玉
    • Year and Date
      2015-09-11 – 2015-09-12
  • [Presentation] Repetitive immunoassay with a regeneration resistant protein and surface acoustic wave device for allergen monitoring2015

    • Author(s)
      K. Toma, D. Miki, N. Yoshimura, K. Miyajima, T. Arakawa, H. Yatsuda, K. Mitsubayashi
    • Organizer
      EuroAnalysis 2015
    • Place of Presentation
      Bordeaux, France
    • Year and Date
      2015-09-06 – 2015-09-10
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fabrication of porous fept micro-capsules for fiber-optic fluoroimmunoassay of environmental allergens2015

    • Author(s)
      K. Miyajima, Y. Miwa, T. Fuchigami, Y. Kitamoto
    • Organizer
      th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2015)
    • Place of Presentation
      Niigata , Japan
    • Year and Date
      2015-06-16 – 2015-06-19
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Repetitive measurement of house dust mites (Der f1) with surface acoustic wave (SAW) immunosensor for on-site monitoring of indoor allergens2015

    • Author(s)
      K. Toma, D. Miki, N. Yoshimura, K. Miyajima, T. Arakawa, H. Yatsuda, K. Mitsubayashi
    • Organizer
      4th International Conference on Bio-Sensing Technology
    • Place of Presentation
      Lisbon, Portugal
    • Year and Date
      2015-05-10 – 2015-05-13
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fiber-optic immunosensor for detection of airborne influenza viruses, 4th International Conference on Bio-Sensing Technology2015

    • Author(s)
      K. Toma, Y. Suzuki, M. Saito, K. Miyajima, T. Arakawa, H. Shimomura, K. Mitsubayashi
    • Organizer
      4th International Conference on Bio-Sensing Technology
    • Place of Presentation
      Lisbon, Portugal
    • Year and Date
      2015-05-10 – 2015-05-13
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-12-27  

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