2015 Fiscal Year Annual Research Report
磁気マーカーを用いた磁気的バイオ検査法の深化と先端バイオセンシングシステムの開発
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15H05764
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
圓福 敬二 九州大学, 超伝導システム科学研究センター, 教授 (20150493)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 敬 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (30380588)
竹村 泰司 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (30251763)
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| Project Period (FY) |
2015-05-29 – 2020-03-31
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| Keywords | バイオセンシング / 磁気マーカー / 磁気ナノ粒子 / 免疫検査 / 磁気粒子イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、従来の光学的手法には無い新機能や高感度性を持つ、磁気マーカーを用いた先端バイオセンシングシステムを開発することを目的としている。本年度に得られた主な成果は以下の通りである。
(1)磁気マーカーの特性解析法の確立。バイオ応用に必要な磁気マーカーの諸特性（ヒステリシス、高調波スペクトル、交流磁化率）の計測システムを開発するとともに、申請者らが開発してきた特性解明のための解析手法を高度化した。これにより、バイオ応用のための磁気マーカー特性の定量的評価を可能にした。磁気マーカーの磁気特性は、これを構成する磁気ナノ粒子の凝集の程度に大きく依存し極めて多様な特性を示すが、本手法によりその定量的な評価を可能とした。
(2)磁気的免疫検査手法の開発。申請者等が開発してきた、磁気マーカーのブラウン緩和を用いた液相での免疫検査法を高度化した。すなわち、結合マーカーからの信号を増大するため、磁場中で免疫反応を行う新規な手法を高度化した。また、未結合マーカーからの疑似信号を低減するためのマーカー分散法と計測手法を開発した。これにより、液相での免疫検査の性能を大幅に改善することに成功した。また、ピコテスラ程度の信号磁界を計測できる高感度な計測システムを開発し、アトモルレベルでの微量検査を可能とした。
(3)磁気イメージング手法の開発。磁気的免疫検査を体内診断に展開するための磁気粒子イメージング法を開発した。冷却検出コイルと第３高調波測定法を用いて磁気粒子検出システムを高感度化し、これにより、50 mm 程度の深部に集積した重さ1μg 程度の磁気粒子の検出を可能とした。また、粒子検出における空間分解能を高めるため、計測システムに傾斜磁場を導入するとともに磁界マップの画像解析技術を開発し、空間分解能10 mm 程度での磁気マーカーの検出を可能とした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の研究は当初の計画通りに進んでおり、研究遂行において特に問題はなかった。本年度は、1) バイオ応用のための磁気マーカーの特性解析法の確立、2) 磁気的免疫検査手法の開発、及び3) 磁気イメージング手法の開発を行ったが、研究実績の概要に記したようにそれぞれの課題に関して多くの成果が得られた。これにより磁気的手法の要素技術を深化するとともに、これらを統合した先端バイオセンシングシステムの開発ための基盤を確立することが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで当初の計画通りに研究が進展しており、今後の研究遂行においても特に大きな問題はないと思われる。本年度までに得られた成果を発展させてそれぞれの要素技術を高度化するとともに、これらを組み合わせて磁気的手法による先端バイオセンシングシステムの開発に繋げていく予定である。
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Research Products
(38 results)
