Electrochemical-SERS-based novel detection of infectious virus using MoO3 QDs-loaded na nogels

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19F19348
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 朴 龍洙 静岡大学, グリーン科学技術研究所, 教授 (90238246)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): ACHADU OJODOMO 静岡大学, .グリーン科学技術研究所, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2019-11-08 – 2022-03-31
• Keywords: ナノ粒子 / 蛍光 / グラファイト / インフルエンザ / 局在表面プラズモン共鳴 / 蛍光イムノアッセイ / プラズモン

Outline of Annual Research Achievements

１年目には、三酸化モリブデン量子ドット（MoO3 QD）を多数包埋した高分子ナノゲルの合成、また合成したゲルの物理化学的特性を研究した。
合成したグラファイト窒化炭素量子ドット（gCNQDs）は、波長６１０nm付近で最大蛍光強度を示し、MoO3 QDは776 nmと820nmの波長でラーマンスペクトルを示した。透過型電子顕微鏡による解析で、QDは5～9 nm、高さ1.5 nmのナノシートを形成した。FTIRの解析の結果、N-H、O－H、C-C、C-N及びC=Oの結合を確認した。さらに磁気ナノ粒子をMoO3 QDの表面に形成させた粒子（MP-MoO3 QD）は平均13.2 nmであった。MP-MoO3 QDの場合、900nm付近でラーマンスペクトルを表し、これは表面修飾によるものと考えられる。計画したナノ材料の作製や各種解析も終了し、次年度ウイルス検出に用いることができた。次年度は磁気誘導体化プラズモニック三酸化モリブデン量子ドット（MP-MoO3 QDs）をプラズモニック/磁気剤および蛍光グラファイト窒化炭素量子ドット（gCNQDs）として使用して、インフルエンザウイルスを検出するための新しい磁気/プラズモン支援フルオロイムノアッセイシステムを開発する。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

１年目の研究は、試薬の準備などで研究時間が不足した。しかし、予定通りのナノ材料の合成と解析が終了したので次年度ウイルスの検出には支障が無い。

Strategy for Future Research Activity

１年目合成したMoO3 QDを多数包埋したナノゲル（MoO3 QD Ng）と磁気グラフェンナノシーツ（MGQD Ns）の機能化及びデュアルモードでの検出法を確立する。
MoO3 QD-NgとMGQD Nsに標的ウイルスに特異的な抗体修飾を行い、それぞれAb-MoO3 QD NgとAb-MGQD Nsを得る。抗体修飾は、ELISA法で確認する。ウイルス存在下ではAb-MoO3 QD NgとAb-MGQD Nsはサンドイッチ構造を形成する。磁石で夾雑物から標的ウイルスを分離した後、Ab-MoO3 QD Ngを融解させ、MoO3 QDを放出させる。この際、放出されるMoO3 QDの表面増強ラマン散乱（SERS）は分光光度計、電気化学的酸化還元電位は微分パルスボルタンメトリーで測定し、ウイルス量との定量性を確認する。このような2次元的ウイルス検出の感度を向上するために、各工程を最適化する。