Development of an extracellular messenger imaging method using silica nonwoven fabric and competitive FRET

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21686
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 57:Oral science and related fields
• Research Institution: Health Sciences University of Hokkaido
• Principal Investigator: Tanimura Akihiko 北海道医療大学, 歯学部, 教授 (70217149)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 根津 顕弘 北海道医療大学, 歯学部, 准教授 (00305913) ; 森田 貴雄 日本歯科大学, 新潟生命歯学部, 教授 (20326549) ; 仙葉 愼吾 北海道医療大学, 歯学部, 助教 (40466496)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2022-03-31
• Keywords: 蛍光アッセイ / 抗原抗体反応 / FRET / 不織布 / COVID-19 / リガンド

Outline of Final Research Achievements

We developed a high-capacity silica nonwoven carriers by covalently bonding Biotin-PEG11-Amine to a COOH group-coupled silica nonwoven fabric on which avidin was bound. The generation of the FRET signal by the binding of fluorescently labelled avidin to biotin or fluorescently labelled anti-BSA antibody to BSA and the reduction of the FRET signal by competing substances confirm the principle underlying the Competitive Fluorescent Ligand Assay and Competitive Fluorescent Antigen Assay methods.　To develop a diagnostic method for COVID-19 based on these techniques, a new assay method was developed by using the spike protein ligand-binding domain of SARS-CoV-2, a pseudo-virus expressing the spike protein, and creating recombinant antibodies against the spike protein.

Free Research Field

薬理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、アビジンとビオチンの結合や抗BSA抗体とBSAを利用したモデル実験および、SRAS-CoV-2のスパイクタンパク質と抗スパイク抗体を使った応用実験で、競合FRET法の実用性が確認された。これらによって、競合FRET法が細胞外の生理活性物質のみならず感染検査への応用が可能であることが確認された。
また高容量シリカ不織布担体をセンサー固定用担体として利用することで、フィルター型蛍光センサーという新しい測定ツールの開発に成功した。これによって、免疫クロマトグラフィー等を使った従来の迅速診断に替わる新しい迅速診断・検査法に発展する可能性が期待される。