無線・無電極振動子バイオセンサーを基盤とする次世代診断・創薬ツールの開発

• 研究課題/領域番号: 15H03587
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物理学一般
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 荻 博次 大阪大学, 工学研究科, 教授 (90252626)
• 研究分担者: 南野 哲男 香川大学, 医学部, 教授 (30379234) ; 後藤 祐児 大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (40153770) ; 中村 暢伴 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (50452404)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円); 2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2016年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2015年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
• キーワード: QCM / バイオセンサー / 蛋白質相互作用 / 無線 / QCMバイオセンサー / MEMSプロセス / アミロイド線維 / 計測工学 / マイクロ・ナノデバイス / 核酸 / 脳神経疾患 / アミロイドβ / 超音波

研究成果の概要

無線無電極水晶振動子バイオセンサーのMEMS化により、より安定したバイオセンサーの実現が可能となり、夾雑物を含む溶液内での蛋白質の検出や蛋白質の構造変態にともなう粘弾性特性の変化の検出が可能となった。また、全反射蛍光顕微鏡との融合によりアルツハイマー病ペプチドの凝集過程における新たな知見をえることができた。

研究成果

• [雑誌論文] 無線振動子バイオセンサの原理と応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 荻 博次
  • 雑誌名: 電子情報通信学会 基礎・境界ソサイエティ Fundamentals Review 巻: 11 号: 3 ページ: 180-185
  • DOI: 10.1587/essfr.11.3_180
  • NAID: 130006301312
  • ISSN: 1882-0875
  • 査読あり
• [雑誌論文] RNA Aptamer Binds Heparin-Binding Epidermal Growth Factor-Like Growth Factor with High Affinity and Specificity and Neutralizes Its Activity. (2017)
  • 著者名/発表者名: Masaki Yamato, Tetsuo Minamino, yamato masaki, Takashi Matsuzaki, Ryo Araki, Shota Tsuchida, Keiji Okuda, Hai Ying Fu, Shoji Sanada, Hiroshi Asanuma, Yoshihiro Asano, Masanori Asakura, Hiroomi Torii, Kentaro Noi, Hirotsugu Ogi, Ryo Iwamoto, Eisuke Mekada, Seiji Takashima, Yasushi Sakata, Masafumi Kitakaze
  • 雑誌名: Int. J. Gerontol. 巻: 11 号: 3 ページ: 191-196
  • DOI: 10.1016/j.ijge.2017.03.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequential Detection of Immunoglobulin G via Nonspecific Adsorbed Staphylococcal Protein A Using PDMS Quartz Crystal Microbalance Sensor (2017)
  • 著者名/発表者名: Fumihito Kato, Hiroyuki Noguchi, Jun Kishinami, Chihaya Kimura, Taichi Kobayashi, Takumi Kobayashi, Keita Komori, Hirotsugu Ogi
  • 雑誌名: Proceedings of The 38th Symposium on Ultrasonic Electronics 巻: 38
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dynamic characterization of amyloid-fibril formation of Amyloid beta peptide using total-internal-reflection fluorescence microscopy coupled with quartz-crystal microbalance biosensor (2017)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Noi and Hirotsugi Ogi
  • 雑誌名: Proceedings of The 38th Symposium on Ultrasonic Electronics 巻: 38
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Viscoelasticity response during fibrillation of amyloid β peptides on quartz crystal microbalance biosensor (2016)
  • 著者名/発表者名: Yen-Ting Lai, Hirotsugu Ogi, Arihiro Iwata and Masahiko Hirao
  • 雑誌名: Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics 巻: 37
  • NAID: 120007148394
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Nucleus factory on cavitation bubble for amyloid β fibril (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima, H. Ogi, K. Adachi, K. Noi, M. Hirao, H. Yagi, and Y. Goto
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 22015-22015
  • DOI: 10.1038/srep22015
  • NAID: 120006557627
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Viscoelasticity evolution in protein layers during binding reactions evaluated by a high-frequency wireless and electrodeless QCM biosensor without dissipation (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Shagawa, H. Torii, F. Kato, H. Ogi, and M. Hirao
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 54 号: 6 ページ: 096601-096601
  • DOI: 10.7567/jjap.54.068001
  • 査読あり
• [雑誌論文] 無線・無電極水晶振動子バイオセンサーの原理と応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 荻 博次
  • 雑誌名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会誌 巻: 14 ページ: 24-29
  • NAID: 40020420553
• [学会発表] Development of TIRFM coupled with wireless-electrodeless QCM biosensor:Find and sound out fibrillation and fibril-dissociation phenomena (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirotsugu Ogi
  • 学会等名: IPR Seminar / RIKEN Symposium: New Frontiers in Protein Misfolding and Aggregation
  • 発表場所: 大阪大学タンパク質研究所（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2017-01-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Ultrasonic cavitation and fibrillation phenomenon of protein (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirotsugu Ogi
  • 学会等名: Australian National University (ANU) & IPR 2nd Joint Symposium 2017 “PROTEIN STRUCTURE AND FUNCTION”
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Ultra-High-Frequency Wireless MEMS QCM Biosensor for Direct Detection of Biomarkers in Serum (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirotsugu Ogi
  • 学会等名: 2017 IEEE International Ultrasonics Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] 超音波による蛋白質の凝集制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 荻 博次
  • 学会等名: 日本応用物理学会第77回秋季大会学術講演会
  • 発表場所: 新潟朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2016-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] 核依存アミロイド線維の凝集過程及び線維融解過程のTIRFM－QCMによる直接観察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山田晃大朗、西岡大介、中島吉太郎、荻博次、平尾雅彦、後藤祐児
  • 学会等名: 第16回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡県福岡市）
  • 年月日: 2016-06-07
• [学会発表] UHF帯MEMS無線水晶振動子バイオセンサによる夾雑物中のマーカー蛋白質の無標識検出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩田有弘、鳥居宏臣、荻博次、平尾 雅彦
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学 大岡山キャンパス、目黒区
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Ultrafast Propagation of Amyloid beta Fibril in Oligomer Cloud (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirotsugu Ogi
  • 学会等名: PROTEIN STRUCTURE AND FUNCTION (Joint Symposium between IPR and RSC)
  • 発表場所: Australian National University、オーストラリア
  • 年月日: 2015-11-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Study on aggregation reactions of amyloid β peptides induced by ultrasonic irradiation and stirring agitation (2015)
  • 著者名/発表者名: 中島吉太郎、荻博次、平尾雅彦、後藤祐児
  • 学会等名: 第36回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場、つくば市
  • 年月日: 2015-11-05
• [学会発表] Detection of target protein via aptamer electrostatically immobilized on wireless-electrodeless QCM biosensor chip (2015)
  • 著者名/発表者名: 鳥居宏臣、荻博次、平尾雅彦、山戸昌樹、松崎高志、南野哲男
  • 学会等名: 第36回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場、つくば市
  • 年月日: 2015-11-05
• [学会発表] 500 MHz帯無線MEMS水晶振動子バイオセンサの開発と夾雑物中の標的タンパク質の無標識検出 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩田有弘、鳥居宏臣、荻博次、平尾雅彦
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場、名古屋市
  • 年月日: 2015-09-13