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2021 Fiscal Year Research-status Report

磁性ナノ粒子と生体物質の融合による磁気相変化を利用した高感度バイオ検出

Research Project

Project/Area Number 21K04090
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

薮上 信  東北大学, 医工学研究科, 教授 (00302232)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 寺村 裕治  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (10365421)
小林 伸聖  公益財団法人電磁材料研究所, その他部局等, 研究員(移行) (70205475)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsナノ粒子ナノ粒子 / 凝集体 / 抗体 / 抗原 / グラニュラー
Outline of Annual Research Achievements

磁性ナノ粒子/生体物質の複合凝集体を形成し、強磁性と超常磁性との相変化による電磁気物性(磁化曲線、高周波磁化率)を評価した。マイクロマグネティックシミュレーションにより磁性ナノ粒子と生体高分子を模擬したグラニュラーモデルで磁化の動的挙動を解析した。磁性ナノ粒子(1~10 nmφ程度)の表面に直接タンパク質あるいは抗体を添加し、抗原抗体反応による凝集体を形成した。作製した凝集体の高周波磁化率を評価し、磁性ナノ粒子のみの場合と抗原抗体反応させた凝集体の磁化率の変化を評価し、抗原(ポリマービーズ、Porphyromonas gingivalis, Fusobacterium nucleatum等)濃度に対する検量線と再現性を作製した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

数nm程度の極小磁性ナノ粒子への直接抗体結合およびそれを用いた抗原抗体反応に成功するとともに、凝集体の磁化率評価を行い、抗原濃度に対する磁化率の検量線等を作製できたため。

Strategy for Future Research Activity

低濃度抗原(微生物、タンパク質等)の検出を目指す。PCR法、ELISA法との感度を比較し、抗原検出の高感度化を目指す。

  • Research Products

    (24 results)

All 2022 2021

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (16 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Animal Experiment with PID-based Automatic Temperature Control System for Magnetic Hyperthermia2022

    • Author(s)
      A. Shikano, L. Tonthat, A. Kuwahata, A. Sukhbaatar, T. Kodama, and S. Yabukami
    • Journal Title

      Journal of the Magnetics Society of Japan

      Volume: 6 Pages: 100-104

    • DOI

      10.20819/msjtmsj.22TR519

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Impact of Complex Permeability Measurements Up to Millimeter-Wave Frequency Range2021

    • Author(s)
      Yabukami S.、Nozawa K.、Tonthat L.、Okita K.、Sai R.
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Magnetics

      Volume: 57 Pages: 1~5

    • DOI

      10.1109/TMAG.2020.3011971

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of an Automatic Localization System of Magnetic Particles for Hyperthermia Therapy2021

    • Author(s)
      L. Tonthat, K. Mitobe, S. Yabukami
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Magnetics

      Volume: Vol 57, Issue 1 Pages: 5300205

    • DOI

      10.1109/TMAG.2020.3008490

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamical magnetic behavior of anisotropic spinel‐structured ferrite for GHz technologies2021

    • Author(s)
      n, M. Karppinen, J. Linden,S. E. Shirsath, S. Yabukami
    • Journal Title

      scientific reports

      Volume: 11 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41598-020-79768-z

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Simple and High-Accuracy PID-Based Temperature Control System for Magnetic Hyperthermia Using Fiber Optic Thermometer2021

    • Author(s)
      A. Shikano, L. Tonthata, S. Yabukami
    • Journal Title

      IEEJ TRANSACTIONS ON ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERING, online in Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com)

      Volume: 16 Pages: 807-809

    • DOI

      10.1002/tee.23361

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigating R&D Committee on Magnetic Sensors for High-Performance and Systemization2021

    • Author(s)
      S. Yabukami, K. Tashiro, H. Kikuchi, A. Yamaguchi
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials

      Volume: Vol.141 No.8 Pages: 443-445

    • DOI

      10.1541/ieejfms.141.443

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] A Constant Temperature Control Technology for Hyperthermia Therapy using Magnetic Particles2021

    • Author(s)
      トンタットロイ,鹿野晃弘,薮上信
    • Organizer
      第54回 日本生体医工学会東北支部大会
  • [Presentation] コプレーナ型薄膜磁界センサの電磁界解析2021

    • Author(s)
      石原知弥,植竹宏明,岩崎千里,薮上信,山口正洋
    • Organizer
      電気学会全国大会
  • [Presentation] 高感度磁気バイオセンシング2021

    • Author(s)
      薮上 信
    • Organizer
      電気学会全国大会シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Simultaneous Evaluation of Permeability and Permittivity using a Flexible Microstrip Line-Type Probe up to 67 GHz2021

    • Author(s)
      S. Yabukami, C. Iwasaki, K. Nozawa, S. Takahashi, K. Okita, M. Sato, S. Sugimoto, K. Chatani
    • Organizer
      The International Magnetics Conference 2021 (INTERMAG 2021)
  • [Presentation] 通電プローブを用いた磁性薄膜の複素透磁率測定2021

    • Author(s)
      王 子元,石原 知弥,沖田 和彦,岩崎 千里,薮上 信,通電プローブを用いた磁性薄膜の複素透磁率測定
    • Organizer
      マグネティックス/リニアドライブ合同研究会
  • [Presentation] 磁気温熱療法における感温磁性微粒子のワイヤレス温度検知技術の評価2021

    • Author(s)
      北村 大河,鹿野 晃弘,トンタット ロイ,桑波田 晃弘,薮上 信
    • Organizer
      2021年度電気関係学会東北支部連合大会
  • [Presentation] 磁気ハイパーサーミア用 PID 加熱制御システムの開発2021

    • Author(s)
      鹿野 晃弘, トンタット ロイ,桑波田 晃弘,薮上 信
    • Organizer
      第45回日本磁気学会講演会
  • [Presentation] コプレーナ型薄膜磁界センサの電磁界解析2021

    • Author(s)
      石原 知弥,植竹 宏明,岩崎 千里,薮上 信,山口 正洋
    • Organizer
      第45回日本磁気学会学術講演会
  • [Presentation] 抗体を直接吸着させた磁性ナノ粒子の抗原抗体反応の評価2021

    • Author(s)
      米山 毅,村山 徹,トンタット ロイ,桑波田 晃弘,薮上 信,佐藤 佑哉,寺村 裕治,大坪 和香子,小川 智之
    • Organizer
      第45回日本磁気学会学術講演会
  • [Presentation] マイクロストリップ型プローブにおける測定誤差の検討2021

    • Author(s)
      髙木 薫,石原 知弥,沖田 和彦,岩崎 千里,薮上 信,山口正洋,茶谷健一
    • Organizer
      第45回日本磁気学会学術講演会
  • [Presentation] スイッチ磁界に対する磁性ナノ粒子の応答性を利用した多菌種検出2021

    • Author(s)
      高橋 隼之介,小野寺 英彦,村山 徹,トンタット ロイ,沖田 和彦,桑波田 晃弘,薮上 信,大坪和 香子,横田 琴音,古谷 真衣子,金高 弘恭,三浦 由則, 高橋 英樹
    • Organizer
      第45回日本磁気学会学術講演会
  • [Presentation] A correction of measurement for complex magnetic permeability by direct contact probe2021

    • Author(s)
      Z Wang,T Ishihara,K Okita,S Yabukami
    • Organizer
      令和3年度スピ二クス特別研究会
  • [Presentation] 2 次元イメージングのための光ファイバアレイを用いた ダイヤモンド窒素-空孔中心による磁気観測2021

    • Author(s)
      村田 祐眞,田中 治樹,荒井 慧悟,勝見 亮太,増山 雄太,岩﨑 孝之,波多野 睦子,五十嵐 龍治,大島 武,Fedor Jelezko,日下部 守昭,薮上 信,八井 崇,関野 正樹,桑波田 晃弘
    • Organizer
      令和3年度スピ二クス特別研究会
  • [Presentation] 生体内における磁気温熱療法の定温加熱制御2021

    • Author(s)
      鹿野 晃弘,トンタット ロイ,桑波田 晃弘,アリウンブヤン スフバートル, 小玉 哲也,薮上 信
    • Organizer
      令和3年度スピ二クス特別研究会
  • [Presentation] 磁性ナノ粒子の第二次高調波を利用したウイルス検出2021

    • Author(s)
      廣田 竜一,村山 徹,勝見 亮太,川脇 徳久,薮上 信, 五十嵐 龍治,根岸 雄一,日下部 守昭, 関野 正樹, 八井 崇,桑波田 晃弘
    • Organizer
      令和3年度スピ二クス特別研究会
  • [Presentation] 磁気ナノ粒子を用いたバイオ医療計測と応用2021

    • Author(s)
      薮上 信
    • Organizer
      日本磁気学会第234回研究会(医療分野での磁気関連技術の新展開)
    • Invited
  • [Book] 電気学会技術報告 第1510号 オンチップRFマグネティックスの研究開発動向2021

    • Author(s)
      薮上 信(共著)
    • Total Pages
      76
    • Publisher
      電気学会
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 抗原検出装置及び抗原検出方法2022

    • Inventor(s)
      薮上信,沖田和彦
    • Industrial Property Rights Holder
      薮上信,沖田和彦
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2022-039919

URL: 

Published: 2022-12-28  

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