2018 Fiscal Year Annual Research Report
外力支援近接場照明バイオセンサを用いた革新的疾病マーカー検査技術の開発
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18H01803
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
安浦 雅人 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (20760408)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
芦葉 裕樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (90712216)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 体液中検出 / 蛍光ビーズ / タンパク質検出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
EFA-NIバイオセンサの高度化については、性能評価のための対照実験系の立ち上げをまず行った。これまでに測定実績のあったノロウイルス様粒子・インフルエンザウイルスのうち、RNAを持つインフルエンザウイルスに注目し、EFA-NIと同等の検出力を持ち、現状のウイルス検出のゴールドスタンダードであるリアルタイムqPCR装置を導入、同一のサンプルをEFA-NIとPCR双方で評価する系を立ち上げた。この対照評価系を用いて、本研究の目標の一つである全血・尿等の体液サンプルでのEFA-NIの能力を比較検討することが可能になった。これらの内容については、「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウムにおいて報告している。
体液サンプル系の測定にむけ、EFA-NIに蛍光を導入する手法を開発した。マーカー粒子を散乱体から蛍光粒子に変えることで、よりノイズに強い検出が実現できると考えられた。この開発には、これまでに散乱体での開発実績があったノロウイルス様粒子検出系及びインフルエンザウイルス検出系を使用した。この蛍光を利用した検出系の構築に成功した旨を、第79回応用物理学会秋季学術講演会にて報告した。また、複数種類の蛍光色素の導入を視野に、一枚のセンサチップ上で複数波長の光を増強する導波路チップ系の開発を行い、多重染色した細胞の蛍光観察像をとることでその性能を評価、論文発表した。
蛍光の導入と並行して、散乱光を利用する従来タイプのEFA-NIにおいても開発を進めた。これまでは、同一のエピトープが一粒子に複数含まれるウイルス粒子を扱ってきたが、エピトープ数が非常に限定的なタンパク質等の小粒子をターゲットにした検出系を開発した。これらの内容は、Biosensors 2018、European Biosensor Symposium 2019、第79回応用物理学会秋季学術講演会にて報告した。
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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
EFA-NIバイオセンサへの蛍光の導入や、全血・尿等の体液の1000倍希釈サンプルでの検出という目標設定に対し、順調に検出系の立ち上げを実現しており、おおむね順調と言える。特に尿中物質検出については、目標よりもはるかに厳しい夾雑環境となる10倍希釈ヒト尿に添加したノロウイルス様粒子の検出にも成功しており、EFA-NIバイオセンサを体液系サンプルに対しても適用するための知見を多く得ている。ダイナミックレンジの拡張については、単純な拡張には難航しているが、プロトコル開発側でエンドポイント測定法の導入などによりこれを補う手法が提案されるなど、成果が上がりつつある。総じて、おおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年に引き続き、体液系サンプル中でのEFA-NI適用に関する開発を中心に進める。特に蛍光利用系の安定化に関するプロトコル開発を進める。また、並行してPSAなどの最終目標に掲げた検出対象の検出系立ち上げを行う。プロトコル開発側からは、時間短縮に必要なパラメータの探索やダイナミックレンジ拡張のための手法開発を行う。
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