2016 Fiscal Year Annual Research Report
Virus detection by electrical signal-based multi-sensing channel packed functionalized nanomaterials
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16F16361
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
朴 龍洙 静岡大学, グリーン科学技術研究所, 教授 (90238246)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
LEE JAEWOOK 静岡大学, グリーン科学技術研究所, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2016-11-07 – 2019-03-31
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| Keywords | グラフェン / カーボンナノチューブ / ウイルス / バイオセンサー / 磁気ナノ粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今世紀に入り、高病原性ウイルスの出現が相次ぎ、また新型インフルエンザウイルスの流行が毎年のように危惧されている。新興ウイルス、高病原性ウイルスのパンデミックを阻止するためには、感染症の早期かつ正確な診断・検出技術の開発が喫緊の課題である。本研究では、多機能カーボンナノ材料を用いたウイルスの高感度検出を目指し、カーボンナノチューブ（CNT）やグラフェン(Grp)を用い、ウイルス抗体をコンジュゲートすることで、ナノ材料の電気伝導度を誘導した。
ウイルス検出チャンネルとして、ナノ粒子―カーボンナノチューブ（NP-CNT）及びグラフェン（Grp）を用いた。多層CNTやGrpを超純水下で分散しながら、（＋）荷電した酸化鉄イオンを混合し、鉄イオンをCNTやGrpの表面に付着させた。没食子酸(3,4,5-trihydroxy benzoic acid)を添加し、鉄イオンを還元し金属性ナノ粒子（MNP）化する。この際、MNPは、π-π相互作用でとCNTやGrpの表面に結合する。結合後、磁性を用いたナノ粒子のみ分離し、酸化鉄NPを修飾したCNTやGrpを精製した。
目標とするウイルスに特異的に結合する抗体を、cysteamineによるEDC/NHSカップリング反応を用いて機能性カーボンナノ粒子、CNTやGrpの表面にコンジュゲートした。抗体をコンジュゲートしたNP-CNTやGrpを検出用チャンネルとして電極に設置し、電気抵抗の変化を測定した結果、電気抵抗の変動を確認できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
ナノ材料複合体とウイルスとの結合を確認し、両者の結合によって電気抵抗の変化を観察した。従って、このシステムをウイルス検出に利用できることが明らかになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
抗体をコンジュゲートしたNP-CNTやGrpを検出用チャンネルとして電極に設置する。ターゲットウイルスやタンパク質がこの検出用チャンネルに結合すると、電気抵抗の変化が生じる。この検出系の性能を多方面から確認する。
１．ウイルスの選択性、検出感度及び異物質の存在による検出感度の低下、選択性の低下の有無を確認する。
２．ウイルスと抗体をコンジュゲートしたNP-CNTやGrpとの結合性を定量化し、ターゲットウイルスの検出限度（Limit of detection）を算出する。
３．複数のウイルスを用いて検出を試み、問題点を整理し、次年度改善を行う。
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