2023 Fiscal Year Research-status Report
ウイルスの高感度検出のための糖鎖固定化ポリマー粒子の合成
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21K04764
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
山内 紀子 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 講師 (20598106)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾形 慎 福島大学, 食農学類, 准教授 (10532666)
小林 芳男 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (40250849)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | ポリマー粒子 / 磁性粒子 / 糖鎖 / 複合粒子 / ソープフリー乳化重合 / ウイルス / レクチン / 蛍光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
新型コロナウイルスやインフルエンザウイルス、ノロウイルスなどによる感染症の拡大を抑制し、患者の重症化を防ぐためには、ウイルス保有者を早期に発見し、適切な治療を行う必要がある。本研究グループでは、ウイルス変異の影響を受けずに高精度検出が可能であり、変性を起こすことのない糖鎖を表面固定化したポリマー粒子に着目してきた。
一方で、材料化学工学の観点からは、粒子表面および内部を精密に制御可能であるとともに、できる限り安全で簡便な手法で、かつ幅広く応用展開できる微粒子合成プロセスの確立が必須である。本研究では、複雑な糖鎖構造を損なわずに、ウイルス吸着能をもつ糖鎖を粒子表面に強固に固定化できる手法として、水溶媒中で原料を混ぜるだけのワンポット法を提案した。水溶媒中で安定化剤などの不純物の添加を行わずに作製するため、環境低負荷な手法であり、粒子自体の安全性も高い。令和５年度は、磁性粒子としてFe3O4粒子をコアとし、その表面にグルコース固定化ポリマーシェルを形成した結果を原著論文として発表した。磁性粒子をコアとすることで、外部磁場を用いて目的物質を吸着した後の粒子の迅速かつ簡便な回収が可能となる。また、粒子が磁石で回収される様子を追跡できるようにするため、ポリマーシェルに蛍光色素を内包した。さらに、グルコース以外の糖鎖を固定化する検討も進めた。生成粒子表面への糖鎖の固定化は、それぞれの糖鎖に特異吸着するタンパク質（レクチン）を用いて行った。
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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
複雑な糖鎖構造を損なわずにウイルス吸着能をもつ糖鎖を粒子表面に強固に固定化できる手法として、水溶媒中で原料を混ぜるだけのワンポット法に関する研究を推進し、コア粒子である磁性粒子（Fe3O4粒子）の表面に糖固定化ポリマーシェルを形成した複合粒子合成の結果を原著論文として発表できたため、概ね順調であると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
粒子表面への糖鎖固定化の最適条件の検討を引き続き行う。今後は特に、粒子表面へのタンパク質などの夾雑物の非特異吸着の抑制を検討することで、ウイルス濃縮剤などへの適用を見据えた粒子開発を行っていく。
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| Causes of Carryover |
試薬や実験器具、学会参加旅費などに予算を使ったが、節約等の工夫により、余剰金が発生した。R6年度は余剰金を使うことで粒子合成条件のさらなる最適化を行い、実用化を見据えた粒子合成プロセスの開発が期待できる。
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