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機能性炭素ナノ粒子充填型マルチセンシングチャンネルによる多重ウイルスの迅速検出

研究課題

研究課題/領域番号 16F16361
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 ナノバイオサイエンス
研究機関静岡大学

研究代表者

朴 龍洙  静岡大学, グリーン科学技術研究所, 教授 (90238246)

研究分担者 LEE JAEWOOK  静岡大学, グリーン科学技術研究所, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2016-11-07 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2018年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードグラフェン / カーボンナノチューブ / ウイルス / バイオセンサー / 磁気ナノ粒子
研究実績の概要

電気抵抗に基づいた多重チャンネルによるウイルスの検出のために、多機能性と多様性から注目を集めているグラフェンを用いた。グラフェンに金(Au)と酸化鉄のナノ粒子(NP)を修飾したAu-グラフェンを調製し、多機能プラスモングラフェン(dual-functional plasmomagnetic graphene、PMGRP)とした。このPMGRPは、磁性とプラズモン基質の両方の役割を果たし、本研究のマグネトフルオロイムノセンシング(MFIS)プラットフォームとした。プラズモンによる蛍光調節を検証するために、PMGRPと量子ドット(QD)に抗ヘマグルチニン抗体(HA Ab)を修飾した。インフルエンザウイルスの存在下では、PMGRPとQDの間のサンドイッチ構造(PMGRP-ウイルス-QD)を形成し、PMGRP上のAuとQD間距離が縮まり蛍光が増強した。蛍光強度はウイルス濃度に依存し、インフルエンザウイルスA(H1N1)は7.27 fg/mlの検出限界を示した。生物学的モデルとしてヒト血清とウイルスに混入したサンプルの場合には、磁力によって不純物から分離され、感度の低下がなかった。この検出法は、不純物を多く含んだ複雑な生体サンプル中のウイルスの検出には非常に有効であると考えられる。この原理によって、複数の抗体をPMGRPとQDに修飾することで、異なるウイルスの検出も可能であった。
さらに電気伝導性が良いカーボンナノチューブ(CNT)を用いることによって、電気化学的ウイルスの検出を検証した。Au-CNT複合ナノ材料に抗体を修飾し、静電力で白金電極に貼り付け、ウイルスの検出を行なった。標的ウイルスの存在下では複合ナノ材料の導電率変化が変化し、インフルエンザウイルスおよびノロウイルスについての検出限界は、それぞれ約8.4pMおよび8.8pMであった。したがって、この複合ナノ材料をベースした検出法は、DNAやウイルスの検出に優れた検出能力を示し、高感度で選択的な検出法として広く適用することができる。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 5件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 6件) 備考 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] 釜山大学校/ナノ科学大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] 釜山大学校/ナノ科学大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] 釜山大学校/ナノ科学大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Enhanced colorimetric detection of norovirus using in-situ growth of Ag shell on Au NPs2019

    • 著者名/発表者名
      Indra Memdi Khoris, Kenshin Takemura, Jaewook Lee, Toshimi Hara, Fuyuki Abe, Tetsuro Suzuki, and Enoch Y. Park
    • 雑誌名

      Biosens. Bioelectron.

      巻: 126 ページ: 425-432

    • DOI

      10.1016/j.bios.2018.10.067

    • NAID

      120006549588

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-performance biosensing systems based on various nanomaterials as signal transducers2019

    • 著者名/発表者名
      Jaewook Lee, Oluwasesan Adegoke, Enoch Y. Park
    • 雑誌名

      Biotechnol. J.

      巻: 14 号: 1 ページ: 1800249-1800249

    • DOI

      10.1002/biot.201800249

    • NAID

      120006549586

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Femtomolar detection of dengue virus DNA with serotype identification ability2018

    • 著者名/発表者名
      Ankan Dutta Chowdhury, Akhilesh Babu Ganganboina, Fahmida Nasrin, Kenshin Takemura, Ruey-an Doong, Doddy Irawan Setyo Utomo, Jaewook Lee, Indra Memdi Khoris, Enoch Y. Park
    • 雑誌名

      ACS Anal. Chem.

      巻: 90 号: 21 ページ: 12464-12474

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.8b01802

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Single-step detection of norovirus tuning localized surface plasmon resonance-induced optical signal between gold nanoparticles and quantum dots2018

    • 著者名/発表者名
      Fahmida Nasrin, Ankan Dutta Chowdhury, Kenshin Takemura, Jaewook Lee, Oluwasesan Adegoke, Vipin Kumar Deo, Fuyuki Abe, Tetsuro Suzuki, Enoch Y. Park
    • 雑誌名

      Biosens. Bioelectron.

      巻: 122 ページ: 16-24

    • DOI

      10.1016/j.bios.2018.09.024

    • NAID

      120006537432

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plasmonic/magnetic graphene-based magnetofluoro-immunosensing platform for virus detection2018

    • 著者名/発表者名
      Jaewook Lee, Kenshin Takemura and Enoch Y. Park
    • 雑誌名

      Sensors & Actuators: B

      巻: 276 ページ: 254-261

    • DOI

      10.1016/j.snb.2018.08.124

    • NAID

      120006531379

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Nanozyme-Linked Immunosorbent Assay for Ultrasensitive Influenza A Virus Detection2018

    • 著者名/発表者名
      Oh Sangjin、Kim Jeonghyo、Tran Van Tan、Lee Dong Kyu、Ahmed Syed Rahin、Hong Jong Chul、Lee Jaewook、Park Enoch Y.、Lee Jaebeom
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 10 号: 15 ページ: 12534-12543

    • DOI

      10.1021/acsami.8b02735

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A multi-functional gold/iron-oxide nanoparticle-CNT hybrid nanomaterial as virus DNA sensing platform2018

    • 著者名/発表者名
      Jaewook Lee, Masahiro Morita, Kenshin Takemura and Enoch Y. Park
    • 雑誌名

      Biosens. Bioelectron.

      巻: 102 ページ: 425-431

    • NAID

      120006543651

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Binary Nanoparticle Graphene Hybrid Structure-Based Highly Sensitive Biosensing Platform for Norovirus-Like Particle Detection2017

    • 著者名/発表者名
      Lee Jaewook、Takemura Kenshin、Kato Chika Nozaki、Suzuki Tetsuro、Park Enoch Y.
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 9 号: 32 ページ: 27298-27304

    • DOI

      10.1021/acsami.7b07012

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plasmonic Nanomaterial-Based Optical Biosensing Platforms for Virus Detection2017

    • 著者名/発表者名
      Lee Jaewook、Takemura Kenshin、Park Enoch Y.
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 17 号: 10 ページ: 2332-2332

    • DOI

      10.3390/s17102332

    • NAID

      120006354269

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preparation of concave magnetoplasmonic core-shell supraparticles of gold-coated iron oxide via ion-reducible layer-by-layer method for surface enhanced Raman scattering2017

    • 著者名/発表者名
      Dong Kyu Lee, Younseong Song, Van Tan Tran, Jeonghyo Kim, Enoch Y. Park, Jaebeom Lee
    • 雑誌名

      J. Colloid Interface Sci

      巻: 499 ページ: 54-61

    • DOI

      10.1016/j.jcis.2017.03.098

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Size-controlled preparation of peroxidase-like graphene-gold nanoparticle hybrids for the visible detection of norovirus-like particles2017

    • 著者名/発表者名
      Syed Rahin Ahmed, Kenshin Takemura, Tian-Cheng Li, Noritoshi Kitamoto, Tomoyuki Tanaka, Tetsuro Suzuki, and Enoch Y. Park
    • 雑誌名

      Biosens. Bioelectron

      巻: 87 ページ: 558-565

    • DOI

      10.1016/j.bios.2016.08.101

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhanced catalytic activity of gold nanoparticle-carbon nanotube hybrids for influenza virus detection2016

    • 著者名/発表者名
      Syed Rahin Ahmed, Jeonghyo Kim, Tetsuro Suzuki, Jaebeom Lee, and Enoch Y. Park
    • 雑誌名

      Biosens. Bioelectron.

      巻: 85 ページ: 503-508

    • DOI

      10.1016/j.bios.2016.05.050

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] A multi-functional binary nanoparticles/carbon nanomaterial hybrid structures for biosensing platforms2018

    • 著者名/発表者名
      Jaewook Lee,Kenshin Takemura,Ankan Dutta Chowdhur,Enoch Y Park
    • 学会等名
      ナノ学会第16回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子ー量子ドットのプラズモン共鳴現象を用いたノロウイルスRNAの検出2018

    • 著者名/発表者名
      森田真広、Jaewook Lee、Oluwasesan Adegoke,  朴 龍洙
    • 学会等名
      第70回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A label free sensing system for the detection of Dengue virus serotype2018

    • 著者名/発表者名
      Ankan Dutta Chowdhury, Nasrin Famida, 竹村謙信、Indra M. Khoris, Jaewook Lee、 朴 龍洙
    • 学会等名
      第70回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Silver-enhanced colorimetric detection of norovirus-like particles using peroxidase-like activity of nanozyme2018

    • 著者名/発表者名
      Indra M. Khoris, 竹村謙信、Jaewook Lee、Vipin Kumar Deo, Tetsurou Suzuki, 朴 龍洙
    • 学会等名
      第70回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Magnetofluoro-immunosensing system by using plasmonic/magnetic graphene for virus detection2018

    • 著者名/発表者名
      Jaewook Lee、 竹村謙信、朴 龍洙
    • 学会等名
      第70回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 磁気分離免疫蛍光ナノバイオセンサーを用いた糞便中からのノロウイルス高感度・迅速検出2018

    • 著者名/発表者名
      竹村謙信、Jaewook Lee, Vipin Kumar Deo, 鈴木哲朗、 朴 龍洙
    • 学会等名
      第70回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Highly sensitive detection of norovirus-like particles using LSPR behavior CdSeTeS QDs and AuNPs2018

    • 著者名/発表者名
      Nasrin Famida, Ankan Dutta Chowdhury, 竹村謙信、Jaewook Lee、Oluwasesan Adegoke, Vipin Kumar Deo、鈴木哲朗、 朴 龍洙
    • 学会等名
      第70回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Colorimetric detection of norovirus-like particles using peroxidase-like activity of gold nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Indra M. Khoris, Kenshin Takemura, Jaewook Lee, Tetsurou Suzuki, Enoch Y Park
    • 学会等名
      International symposium on bio-fusion food technology 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-functional nanoparticles/caarbon nanomaterial hybrid structures for bio sensing platforms2018

    • 著者名/発表者名
      Jaewook Lee, Kenshin Takemura, Masahiro Morita, Enoch Y Park
    • 学会等名
      The 4th International Symposium toward the Future of Advanced Researches in Shizuoka University 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanobiosensors based on CdSeTeS quantum dots conjugated AuNP for detection of norovirus2018

    • 著者名/発表者名
      Fahmida Nasrin, Ankan Dutta Chowdhury, Kenshin Takemura, Jaewook Lee, Enoch Y Park
    • 学会等名
      The 4th International Symposium toward the Future of Advanced Researches in Shizuoka University 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金ナノ粒子ー磁性ナノ粒子クラスターを用いたノロウイルスの分離・濃縮による高感度検出2018

    • 著者名/発表者名
      竹村 謙信, J. W. Lee, Oluwasesan Adegoke
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子の堆積により形成された膜を用いたウイルスの高感度免疫蛍光速検出2017

    • 著者名/発表者名
      朴 龍洙, Syed Rahin Ahmed, Jeonghyo Kim, Van Tan Tran, Jaebeom Lee
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学
    • 年月日
      2017-03-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Gold nanoparticles/carbon nanomaterials hybrid nanocomposite for the photoluminescence immunoassay biosensors via plasmonic resonan2017

    • 著者名/発表者名
      Jaewook Lee, Syed Rahin Ahmed, Jeonghyo Kim, Tetsuro Suzuki, Enoch Y. Park
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Surface Plasmon Photonics (SPP8)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Iron oxide/gold nanoparticles decorated carbon nanomaterials for sensing application2017

    • 著者名/発表者名
      Jaewook Lee
    • 学会等名
      NANO Korea 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Plasmon-Assisted Fluoro-Immunoassay as Infectious Virus Detection Platform2017

    • 著者名/発表者名
      Enoch Y. Park, Oluwasesan Adegoke, Jaewook Lee, Kenshin Takemura
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Nanoscience and Nanotechnology (ICONN 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ジカウイルスの迅速・高感度検出に向けた量子ドット・金ナノ粒子間局所表面プラズモン共鳴効果の安定化2017

    • 著者名/発表者名
      竹村 謙信, Oluwasesan Adegoke, Jaewook Lee, 鈴木哲朗
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 酸化鉄/金ナノ粒子を修飾したカーボンナノマテリアルを用いた導電性モニタリングシステムによるインフルエンザウイルスDNA検出法2017

    • 著者名/発表者名
      森田 真広, Jaewook Lee, 朴 龍洙
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Iron oxide/gold nanoparticles decorated carbon nanomaterials for biosensing application2017

    • 著者名/発表者名
      Jaewook Lee, Kenshin Takemura, Masahiro Morita, Enoch Y. Park
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Colorimetric Detection of Norovirus-like Particles Using Peroxidase-like Activity of Positively-charged Gold Nanoparticles2017

    • 著者名/発表者名
      Indra Memdi Khoris, Kenshin Takemura, Jaewook Lee, Tetsurou Suzuki, Enoch Y. Park
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Binary nanoparticles-carbon nanomaterials hybrid structures for bio sensing platform2017

    • 著者名/発表者名
      JaeWook Lee, 竹村謙信、朴 龍洙
    • 学会等名
      27th Annual meeting of MRS-Japan 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ナノ粒子表面の局在表面プラズモン共鳴効果を利用した肥満指標タンパク質の高感度検出2016

    • 著者名/発表者名
      竹村 謙信, Oluwasesan Adegoke, 加藤 竜也, 朴 龍洙
    • 学会等名
      シーズ&ニーズビジネスマッチング研究発表会
    • 発表場所
      静岡市ホテルプリヴェ静岡ステーション
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 静岡大学生物工学研究室

    • URL

      http://www.agr.shizuoka.ac.jp/c/biotech/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [備考] 静岡大学大グリーン科学技術研究所

    • URL

      http://www.green.shizuoka.ac.jp

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] グリーン科学技術研究所

    • URL

      http://www.green.shizuoka.ac.jp

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 生物工学研究室

    • URL

      http://www.agr.shizuoka.ac.jp/c/biotech/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] 標的物質を検出又は定量する方法及びキット2016

    • 発明者名
      Syed Rahin Ahmed、李 在範、朴 龍洙
    • 権利者名
      Syed Rahin Ahmed、李 在範、朴 龍洙
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-08-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-11-08   更新日: 2024-03-26  

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