2017 Fiscal Year Annual Research Report
高放射率な光メタ表面を核心要素とする超高感度・高安定分子検出システムの開発
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17H01066
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
岩長 祐伸 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主幹研究員 (20361066)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | メタ表面 / 蛍光センシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
独自に考案した光放射率の高いメタ表面上において、蛍光分子自体を超高感度かつ高再現性をもって検出できることは、これまでに実証してきた。今年度は蛍光ラベルを付けたバイオマーカ―分子を特異的（対象選択的）にメタ表面上に固定化することにより、高感度かつ高再現性のある蛍光センシングを実証することを目的として研究を実施した。その結果として、1 ng/ml 程度の低濃度なバイオマーカ―分子をメタ表面上で蛍光検出できることが分かった。観測された蛍光信号は励起光のスポット依存性が少なく、高再現性を保った形で高感度に検出できることが分かった。これは今回の研究において核心要素とするメタ表面の特長であり、センシング対象がバイオマーカ―分子であっても蛍光分子と同様に再現性良く検出できることを示している。従来から報告されているプラズモン共鳴をもつ蛍光センシング基板においては、高感度な検出ができている場合であっても再現性が低く、実用化に結び付かない状況にあった。今回の結果は、高再現性を担保することにより、近い将来における実用化に結び付くことを支持していると考えている。実験を進めるにつれて、センシング対象とするバイオマーカ―分子の固定法に改良の余地があることが分かってきた。これは表面プラズモン共鳴法を著しく進展させた2000年前後の固定法の改良と同様の方法を取ることによって解決されると見込まれる。今後、速やかに固定法の改良を進めることによって、超高感度かつ高再現性のバイオマーカ―分子の蛍光検出の実証につなげる計画である。
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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
初年度に主要な課題として計画していた蛍光ラベルを付けたバイオマーカ―分子の高感度検出を達成できた。今回の研究では、実験的な証明を特に重視していることから、実験的なエビデンスを得られたことは実質的な進展と考えている。
なお、本研究課題に関連して、本年度内に論文発表３件、招待講演３件（内登壇２件）を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度の実験を通して、センシング対象とするバイオマーカ―分子の固定法に改良の余地があることが分かってきた。この課題と類似の問題は表面プラズモン共鳴法においても過去にあったが、2000年前後にマイクロ流路を導入した固定法の改良によって同様の方法を取ることによって著しく改善され、解決される。今後、同様の工夫を速やかに取り入れることによって固定法の改良を進め、超高感度かつ高再現性のバイオマーカ―分子の蛍光検出の実証につなげる方針である。
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