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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Development of next-generation wireless-electroless oscillator biosensors for diagnosis and drug development

Research Project

Project/Area Number 15H03587
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

荻 博次  大阪大学, 工学研究科, 教授 (90252626)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 南野 哲男  香川大学, 医学部, 教授 (30379234)
後藤 祐児  大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (40153770)
中村 暢伴  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (50452404)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
KeywordsQCMバイオセンサー / MEMSプロセス / アミロイド線維
Outline of Annual Research Achievements

2枚のガラスウェーハとシリコンウェーハからなる3層構造のMEMS水晶振動子バイオセンサーの開発を継続した。今年度は、ガラスのマイクロピラーとシリコンのマイクロピラーの数を昨年度の2倍以上増加させた新型のMEMS水晶振動子バイオセンサーを開発した。さらなる水晶振動子の薄型化においても使用することのできるマイクロ流路を意図したものである。これをもちいることにより、周波数が500MHz以上において、血清中でも発振することを確認することができた。血清中においては、血清の高い粘性に、振動子バイオセンサーの共振周波数のベースラインが依存してしまうが、界面活性剤を少量混入させることにより、この影響を低減させることができた。このことを利用し、血清中のみの結果と、血清中にバイオマーカーが存在するときの結果を比較することにより、血清中のバイオマーカーの検出が可能となる、実際、血清中のCRPの検出が可能である結果を得た。
さらに、全反射蛍光顕微鏡によるアルツハイマー病原因ペプチドであるアミロイドβの凝集反応およびアントシアニンによる融解反応をリアルタイムに観測することに成功した。特定のアントシアニンによる融解反応は、反応開始にいたるまでに、ラグタイムが存在することを初めて見出した。融解反応において、線維末端から進行するタイプや線維の中央から進行するタイプなど複数の融解反応のタイプが存在することを明らかとした。形成された多数の線維の融解反応を個々に観測したことにより各線維の形態と融解速度との関係があきらかとなった。
また、アミロイドβペプチドが、水晶振動子上で線維化現象を示すときに、剛性率が増加することを見出した。これは、周波数が500MHzを越える高次モードにおける発振が可能となったために見出された現象であり、原子間力顕微鏡により、その原因が、アミロイド線維の形成によるものであることを明らかとした。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2017

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] RNA aptamer binds heparin-binding epidermal growth factor-like growth factor with high affinity and specificity and neutralizes its activity2017

    • Author(s)
      MasakiYamato, Takashi Matsuzaki, Ryo Araki, Shota Tsuchida, Keiji Okuda, Hai Ying Fu, Shoji Sanada, Hiroshi Asanuma, Yoshihiro Asano, Masanori Asakura, Hiroomi Torii, Kentaro Noi, Hirotsugu Ogi, Ryo Iwamoto, Eisuke Mekada, Seiji Takashima, Masafumi Kitakaze, Yasushi Sakata, Tetsuo Minamino
    • Journal Title

      International Journal of Gerontology

      Volume: 11 Pages: 191-196

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.ijge.2017.03.006

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 無線振動子バイオセンサの原理と応用2017

    • Author(s)
      荻 博次
    • Journal Title

      電子情報通信学会 基礎・境界ソサイエティ Fundamentals Review

      Volume: 11 Pages: 180-185

    • DOI

      https://doi.org/10.1587/essfr.11.3_180

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sequential Detection of Immunoglobulin G via Nonspecific Adsorbed Staphylococcal Protein A Using PDMS Quartz Crystal Microbalance Sensor2017

    • Author(s)
      Fumihito Kato, Hiroyuki Noguchi, Jun Kishinami, Chihaya Kimura, Taichi Kobayashi, Takumi Kobayashi, Keita Komori, Hirotsugu Ogi
    • Journal Title

      Proceedings of The 38th Symposium on Ultrasonic Electronics

      Volume: 38 Pages: 2P3-9

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dynamic characterization of amyloid-fibril formation of Amyloid beta peptide using total-internal-reflection fluorescence microscopy coupled with quartz-crystal microbalance biosensor2017

    • Author(s)
      Kentaro Noi and Hirotsugi Ogi
    • Journal Title

      Proceedings of The 38th Symposium on Ultrasonic Electronics

      Volume: 38 Pages: 3P2-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Ultrasonic cavitation and fibrillation phenomenon of protein2017

    • Author(s)
      Hirotsugu Ogi
    • Organizer
      Australian National University (ANU) & IPR 2nd Joint Symposium 2017 “PROTEIN STRUCTURE AND FUNCTION”
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Ultra-High-Frequency Wireless MEMS QCM Biosensor for Direct Detection of Biomarkers in Serum2017

    • Author(s)
      Hirotsugu Ogi
    • Organizer
      2017 IEEE International Ultrasonics Symposium
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-12-17  

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