2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Supramolecular Nanomaterials for Bacteria Discrimination
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20H02772
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
早下 隆士 上智大学, 理工学部, 教授 (70183564)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 剛 上智大学, 理工学部, 教授 (20333049)
神澤 信行 上智大学, 理工学部, 教授 (40286761)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 細菌識別 / 超分子ナノ構造体 / デンドリマー / フェニルボロン酸 / ジピコリルアミン / 蛍光観察 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、これまでに蛍光シリカナノ粒子とジピコリルアミン金属錯体の複合体が、黄色ブドウ球菌などの細菌と凝集体を形成し、目視で細菌を検出できる事を見いだしている。またポリアミドアミンデンドリマー(樹木状高分子)の表面にフェニルボロン酸基を導入したナノ構造体では 、黄色ブドウ球菌と大腸菌とを識別して黄色ブドウ球菌のみを選択的に凝集させることに成功した。本研究では、様々な分子認識部位を導入した超分子ナノ構造体を開発し、その細菌に対する選択的識別メカニズムを明らかにするとともに、細菌種を簡易・迅速に識別できる新しい検出・捕集技術を開発し、研究期間内の実用化を目的とする。2023年度は、1）蛍光型分子認識プローブの開発および超分子ナノ構造体の蛍光・凝集応答機能と細菌識別機能の評価、および2）細菌と超分子ナノ構造体との相互作用観察と細菌識別のメカニズム解明を2022年度に引き続き行った。
糖鎖を認識するフェニルボロン酸に加え、ベタインやカルボキシル基など表面電荷を制御できる官能基を第四世代PAMAMデンドリマーに化学修飾し、グラム陽性菌とグラム陰性菌の識別能の表面電荷による制御を行った。得られた結果に基づき中性的な電荷を有するプローブを合成し、新たにグラム陰性菌の一種である大腸菌に特異的な認識に成功した。
また、デンドリマーに代えて包接機能を有するシクロデキストリンナノゲルを新たに開発し、認識部位にフェニルボロン酸やジピコリルアミンの金属錯体を有する蛍光プローブを導入し、蛍光プローブ/シクロデキストリンナノゲル複合体を用いた細菌種選択的な蛍光応答応答が得られることを明らかにした。これまでの研究成果から、超分子ナノ構造体による細菌識別メカニズムの解明し、細菌種を簡易・迅速に識別できる新しい検出・捕集技術となることを明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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