2014 Fiscal Year Research-status Report
光アドレス電位差センサを用いたマルチバイオセンサの実用化研究
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24500519
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
黒岩 繁樹 早稲田大学, ナノ理工学研究機構, 主任研究員(研究院准教授) (90313212)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | バイオイメージング / 分子間相互作用 / バイオセンサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光アドレス電位差センサ（LAPS）は、界面に分子が吸着したときの吸着分子に由来する表面電位の変化を、光電流の変化として検出するセンシング方法である。本研究は、医学診断用の分子間相互作用イメージング装置および境界のないマルチバイオセンサとしてLAPSの応用範囲を広げることを目的として、タンパク質のパターンなどを再現性良くセンサ素子上に転写する方法を確立して、LAPSの有用性の実証を目指すものである。
研究実施計画に従って、当該年度は、LAPS分子間相互作用イメージングシステムの構築のためのハードウェア開発を進めた。当初の予定であったピエゾ電動光学マウントを用いてミラーをスキャンさせる方式から、パソコン用CDドライブのレーザーをスキャンさせるシステムを転用する方式に変更し、ソースメータによる電位の精密制御が必要になったため、それらを同期させるシステムの開発に取り組んだ。
また、アレルゲンチェックなどのマルチセンサの試作を行う予定であったが、LAPS実機の完成の前に、LAPSと同様の原理で機能する電界効果型トランジスタセンサによる研究がさらに進み、抗体固定化センサによる腫瘍マーカー検出、抗原（アレルゲン）固定化センサによるアレルギー関連抗体（IgE）検出、色素固定化センサによるアルツハイマーおよびプリオン病に関連するアミロイドタンパク質の検出、および、糖鎖固定化センサによるインフルエンザウイルス表面タンパク質の検出に関する論文発表および学会発表ができた。それによって、LAPS測定に必要不可欠な界面修飾技術とその理論的な考察も進展し、イメージングの基本技術はほぼ得られたといえる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
本研究の課題としては、制御ソフトウェアの開発、転写システムの構築、機械的なXY掃引装置の作製の三つが挙げられ、そのうちの制御ソフトウェアの開発がほぼ終了したといえるが、ハードウェア開発（機械的なXY掃引装置の作製）は遅延している。
これは、ソフトウェア開発の場合はやり直しが可能であるのと異なり、限られた予算内でのハードウェアの開発を行うために、設計のやり直しを避けて、設計計画段階での大きな練り直しをいくつか行ってきたためである。当初の予定であったピエゾ電動光学マウントを用いてミラーをスキャンさせる方式から、パソコン用CDドライブのレーザーをスキャンさせるシステムを転用する方式に変更したことで低予算化の目途が立ち測定装置を作成中であるが、計画に遅れが生じるとともに電位の精密制御が必要になったため、期間延長を行ってソースメータを購入して制御システムを構築する。
また、転写システムの構築に不可欠なセンサ界面修飾技術に関しては、計画以上に対外的な成果が出ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ソフトウェアおよび界面修飾技術は先行しているので、平成27年度までの期間延長を行ってLAPS制御システムを構築する。昨年度に引き続き、ハードウェア開発を進めていく。LAPSの機械的なXY掃引システムの構築に関しては、パソコンのCDドライブに用いられている、レーザー素子とレンズ自体をスキャンさせるレーザー掃引システムを転用している。今後はステッピングモーターを位置決め用に制御するためのソフトウェアも含めた調整、焦点距離の調整、ソースメータを用いた電位の精密制御システムとの同期、およびLAPSデバイス実機のための電極セル作製などを行って完成を目指す。さらに、LAPSシステムの有用性を示す成果の学会発表を目指す予定である。
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| Causes of Carryover |
平成26年度までの研究によって、LAPS高速掃引システムの電位掃引のためのソフトウェア開発、界面修飾技術、およびレーザーXY掃引を行うシステムの一部は完成した。
平成26年度に、当初の予定であったピエゾ電動光学マウントを用いてミラーをスキャンさせる方式から、パソコン用CDドライブのレーザーをスキャンさせるシステムを転用する方式に変更した影響で計画に遅れが生じるとともに電位の精密制御が必要になったため、期間延長を行ってソースメータを購入して制御システムを構築する。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
LAPSセル設計のためのCADソフトはアカデミックライセンス版が無料であったため、残りの額をほぼ電位の精密制御用としてソースメータの購入にあて、システムを完成させる予定である。それによってLAPSシステムの有用性を示す成果を学会発表することを目指す。
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