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ナノ表面構造制御による高感度バイオセンサの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K04928
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 応用物性
研究機関東京海洋大学

研究代表者

大貫 等  東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (60223898)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードバイオセンサ / 免疫センサ / 抗原抗体反応 / 配向制御 / 電気化学インピーダンス法 / ミオグロビン / 心筋梗塞 / 再生技術 / 抗体配向効果
研究成果の概要

本研究では高感度かつ再生可能なバイオセンサの開発を目的として,プロテインGによる抗体固定を利用したバイオセンサの開発を行った.プロテインGはIgG抗体と特定の方向で特異結合するタンパク質である.中性溶液中でこの結合は維持されるが、酸性溶液中ではその結合を絶つ.この特性を利用し、プロテインGを介して抗体を固定することで,分子方位を揃えた抗体表面を有したミオグロビンセンサを開発した.その結果,従来のセンサに比べ3倍以上のシグナル強度を示すセンサを得た.また,グリシン溶液への浸漬を行うことでセンサの再生が可能であることを示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

心筋梗塞は発症後すぐに病院で治療を受けた際の死亡率が 10 % 以下だと言われている.つまり,心筋梗塞による死者を減らすには早期発見が非常に重要となる.この早期発見において注目されている物質がミオグロビンである.本研究では,ミオグロビン等の疾病の進行に伴い急増するバイオマーカーを,高感度でその場測定する手法としてバイオセンサの開発を行った.さらに,本研究で開発されたセンサの再生技術を組み合わせれば,1回計測あたりの経費節減とセンサ作製時間の短縮が可能となる.このような高感度バイオセンサは,将来の予防医療分野の発展を促進し,健康福祉社会の実現に大きく貢献できると考える.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] University of Rome Tor Vergata(イタリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Self-powered hydrogen peroxide sensor and its application as a biosensor2019

    • 著者名/発表者名
      H. Ohnuki, T. Wako, B. Mecheri, H. Wu, D. Tsuya, H. Endo
    • 雑誌名

      Jap. J. Applied Physics

      巻: 58 号: SB ページ: SBBG16-SBBG16

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab01d2

    • NAID

      210000135445

    • 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] Development of a Novel Enhanced Biosensor System for Real-Time Monitoring of Fish Stress Using a Self-Assembled Monolayer2019

    • 著者名/発表者名
      H. Wu, Y. Fujii, T. Nakano,T. Arimoto, M. Murata, H. Matsumoto,Y. Yoshiura, H. Ohnuki, and H. Endo
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 19 号: 7 ページ: 1518-1518

    • DOI

      10.3390/s19071518

    • 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] Real-time fish stress visualization came true: a novel multi-stage color-switching wireless biosensor system2019

    • 著者名/発表者名
      H. Wu, R. Shinoda, M. Murata, H. Matsumoto, H. Ohnuki, H. Endo
    • 雑誌名

      Biosens. Bioelecton.

      巻: 130 ページ: 360-366

    • DOI

      10.1016/j.bios.2018.09.042

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oriented antibody immobilization on self-assembled monolayers applied as impedance biosensors2017

    • 著者名/発表者名
      Kaiki Tsugimura, Hitoshi Ohnuki, Haiyun Wu, Hideaki Endo, Daiju Tsuya, and Mitsuru Izumi
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 924 ページ: 012015-012015

    • DOI

      10.1088/1742-6596/924/1/012015

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Protein-G-based human immunoglobulin G biosensing by electrochemical impedance spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Kaiki Tsugimura, Hitoshi Ohnuki, Hideaki Endo, Daijyu Tsuya, and Mitsuru Izumi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 2S ページ: 02BE06-02BE06

    • DOI

      10.7567/jjap.55.02be06

    • NAID

      210000146103

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 櫛形電極ミオグロビンバイオセンサの再生技術の探索2019

    • 著者名/発表者名
      藤城 志遥,大貫 等,津谷大樹,呉 海雲,遠藤 英明
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 電気化学インピーダンスバイオセンサーにおける非特異吸着の除去2019

    • 著者名/発表者名
      本田陽翔,大貫 等,津谷大樹,呉 海雲,遠藤 英明
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 電気化学インピーダンス法によるマルチセンシング平行平板型電極の開発2018

    • 著者名/発表者名
      本田 翔陽,大貫 等,津谷大樹,呉 海雲,遠藤 英明
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Micro-gapped parallel plate electrodes: a new design for electrochemical impedance biosensor2018

    • 著者名/発表者名
      H. Ohnuki, Y. Kusaka, H. Wu, H. Endo, D. Tsuya
    • 学会等名
      Biosensors 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Self-Powered Hydrogen Peroxise Sensor and Its Biosensor Application2018

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Ohnuki, Takuya Wako, Barbara Mecheri, Haiyun Wu, Daiju Tsuya, and Hideaki Endo
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] New design of label-free human immunoglobulin G impedance biosensor with micro-gap parallel plate electrodes2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kusaka, H. Ohnuki, H. Wu, H. Endo, and D. Tsuya
    • 学会等名
      12th Workshop on Biosensor & Bioanalytical Mircotechniques in Enveronmental, Food & Clinical Analysis
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 抗体配向制御によるミオグロビンセンサの高感度化2017

    • 著者名/発表者名
      大貫 等,日下 裕介,次村 海輝
    • 学会等名
      電気学会 誘電・絶縁材料研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Label-free IgG Impedance Biosensor Using Parallel Plate Electrodes2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kusaka, Hitoshi Ohnuki, Kaiki Tsugimura, Hideaki Endo, Haiyun Wu, Mitsuru Izumi, and Daiju Tsuya
    • 学会等名
      12th International Conference on Nano-Molecular Electronics
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oriented Antibody Immobilization on Self-assembled-monolayer Applied for Biosensing Application2016

    • 著者名/発表者名
      Kaiki Tsugimura, Hitoshi Ohnuki, Yusuke Kusaka, Hideaki Endo, Haiyun Wu, Mitsuru Izumi, and Daijyu Tsuya
    • 学会等名
      12th International Conference on Nano-Molecular Electronics
    • 発表場所
      Kone, Japan
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 平行平板型電極を用いた非標識IgGインピーダンス型バイオセンサの開発2016

    • 著者名/発表者名
      日下裕介,大貫 等, 次村海輝,津谷大樹, 遠藤英明, 呉 海雲,和泉 充
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ, 新潟
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Electrochemical impedance spectroscopy biosensor for the detection of immunoglobulin G: the effect of mixed self-assembled monolayer2016

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Ohnuki, Kaiki Tsugimura, Yusuke Kusaka, Haiyun Wu, Hideaki Endo, Daijyu Tsuya, and Mitsuru Izumi
    • 学会等名
      Biosensors 2016
    • 発表場所
      Gothenburg, Sweden
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Myoglobin impedance immunosensing with oriented anti-body immobilization2016

    • 著者名/発表者名
      Kaiki Tsugimura, Hitoshi Ohnuki, Daijyu Tsuya,Hideaki Endo, and Mitsuru Izumi
    • 学会等名
      Biosensors 2016
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] 電極およびバイオセンサ2016

    • 発明者名
      2016
    • 権利者名
      2017
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016
    • 取得年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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