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超高感度・簡便・迅速な診断を目指した紙・フィルム・テープで作る分析チップ

研究課題

研究課題/領域番号 16K05833
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 分析化学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

渕脇 雄介  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (80468884)

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
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワードチップ / キット / イムノクロマト / 紙 / ウイルス / 多項目 / ピペット / サンドイッチ免疫アッセイ / 分析チップ / PTP / カートリッジ / マイクロ流路 / 体外診断薬 / 分析科学 / マイクロ・ナノデバイス / 複合材料 / ウィルス / システムオンチップ
研究成果の概要

紙・フィルム・テープを貼り合わせて作製したマイクロ流路で、試薬を滴下してスマホで酵素反応に伴う発色を測ることにより、実験室で行うMicroplate ELISA法と同等以上の感度を15分で実現できる分析チップを開発した。またイムノクロマト法で汎用されているセルロース膜上の抗原抗体反応よりも、100倍以上高感度に測定した。さらに試薬を順次滴下できるPress-Through-Package方式のカートリッジを独自に開発し、これらの技術を組み合わせることで、検体の滴下から測定までを全自動で行う小型のプロトタイプ機とそれらのキット化に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、安価な紙・フィルム・テープから構成される新しい分析チップを開発し、液の滴下のみの操作で、発色と酵素免疫測定法による高感度検知に成功した。また、臨床分野の簡易検査におけるゴールドスタンダードのイムノクロマト法に比べて、100倍以上高感度に測定できることを実証した。途上国や緊急時の医療検査では、費用、耐久性、使い易さが大きな障害となっていたが、液の滴下だけの操作であれば専門知識のない人でも手軽に使えることから本法は実用化に向けて卓越したメリットがある。また多くの市販のキット組みわせることにより高い選択性と幅広い検査への展開も可能であるため、多様な学術分野への水平展開が強く期待される。

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

    (34件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 7件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 3件) 図書 (6件) 産業財産権 (7件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] Simple and High-Performance Diagnostics Test Chip & Kit Using Paper, Film and Tape2018

    • 著者名/発表者名
      渕脇雄介、田中正人、藤原貴久、兼田麦穂、山村昌平
    • 雑誌名

      Chemical Sensors

      巻: 34(Suppl. B) ページ: 25-27

    • NAID

      40021904501

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Paper-like Surface Microstructure Fabricated on a Polymer Surface by Femtosecond Laser Machining2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Goya, Yusuke Fuchiwaki
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 34 号: 1 ページ: 33-38

    • DOI

      10.2116/analsci.34.33

    • NAID

      130006306748

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Practical High-Performance Lateral Flow Assay Based on Autonomous Microfluidic Replacement on a Film2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Fuchiwaki, Kenji Goya, Masato Tanaka
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 34 号: 1 ページ: 57-63

    • DOI

      10.2116/analsci.34.57

    • NAID

      130006306747

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Multipoint measurement using an inline fiber optic spectrometer fabricated with a 400 nm femtosecond laser2017

    • 著者名/発表者名
      Kenji Goya, Masahiko Shiraishi, Atsushi Seki, Kazuhiro Watanabe, Yusuke Fuchiwaki, Toshihiko Ooie
    • 雑誌名

      Journal of Laser Micro Nanoengineerin

      巻: 12 号: 2 ページ: 120-125

    • DOI

      10.2961/jlmn.2017.02.0013

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Femtosecond laser direct fabrication of micro-grooved textures on a capillary flow immunoassay microchip for spatially-selected antibody immobilization2017

    • 著者名/発表者名
      合谷賢治、山瓶子勇次、渕脇雄介、田中正人、大家利彦、片岡正俊、阿部佳織
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators B: Chemical

      巻: 269 ページ: 1275-1281

    • DOI

      10.1016/j.snb.2016.09.056

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Flow production of practical and quantitative capillary driven-flow immune sensing chip using a circumferentially-grooved island micro-surface2017

    • 著者名/発表者名
      渕脇雄介、合谷賢治、田中正人、高岡宏樹、阿部佳織、片岡正俊、大家利彦
    • 雑誌名

      International Journal of Engineering Research & Science

      巻: 3 ページ: 41-49

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A micropipette system based on low driving voltage carbon nanotube actuator2016

    • 著者名/発表者名
      合谷賢治、渕脇雄介、田中正人、ラファエル アディナール、大家利彦、杉野卓司、安積 欣志
    • 雑誌名

      Microsystem Technologies

      巻: 22 号: 7 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1007/s00542-016-2943-y

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A fine pointed glucose oxidase immobilized electrode for low-invasive amperometric glucose monitoring2016

    • 著者名/発表者名
      Li Jiang, Pankaj Koinkar, Yusuke Fuchiwaki, Yasuzawa Mikito
    • 雑誌名

      BIOSENSORS & BIOELECTRONICS

      巻: 86 ページ: 90-94

    • DOI

      10.1016/j.bios.2016.06.037

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 「どこでも」「だれでも」「簡便に」医療診断 - 低コスト医療診断を実現する、紙・フィルム・テープチップ-2018

    • 著者名/発表者名
      渕脇雄介
    • 学会等名
      サステイナブル技術連携促進シンポジウム「ヘルスケア」産業技術総合研究所
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 紙・フィルム・テープでつくる、低コストで高感度な診断用チップ/検査キット2018

    • 著者名/発表者名
      渕脇雄介
    • 学会等名
      第4回四国オープンイノベーションワークショップ 産業技術総合研究所
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Simple and High-Performance Diagnostics Test Chip & Kit Using Paper, Film and Tape2018

    • 著者名/発表者名
      渕脇雄介、田中正人、藤原貴久、兼田麦穂、山村昌平
    • 学会等名
      2018年電気化学秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 紙・フィルム・テープでつくる低コストな医療診断用チップ/検査キット2018

    • 著者名/発表者名
      渕脇雄介
    • 学会等名
      P-MEC Japan 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 紙・フィルム・テープでつくる多項目検査キットの開発2018

    • 著者名/発表者名
      渕脇雄介、田中正人、合谷賢治
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 手軽・低コスト医療診断を実現する、紙・フィルム・テープチップと検査キット2017

    • 著者名/発表者名
      渕脇雄介
    • 学会等名
      第5回例会 次世代医療システム産業化フォーラム2017 (大阪商工会議所)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 紙とフィルムでつくる多項目分析チップと体外診断キットへの応用2017

    • 著者名/発表者名
      渕脇雄介、合谷賢治、田中正人
    • 学会等名
      日本分析化学会第66年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 紙とフィルムでつくる高感度な携帯型多項目生化学検査キットの試作2017

    • 著者名/発表者名
      渕脇雄介、合谷賢治、田中正人
    • 学会等名
      日本臨床検査自動化学会第49回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザ表面改質技術を利用した抗体タンパク質の局所固定化2017

    • 著者名/発表者名
      合谷賢治、田中正人、渕脇雄介、大家利彦
    • 学会等名
      レーザー学会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノカーボン高分子アクチュエータ駆動マイクロピペットと自動検出装置2017

    • 著者名/発表者名
      合谷賢治、渕脇雄介、田中正人、杉野卓司、大家利彦、安積欣志
    • 学会等名
      産業技術総合研究所 LS-BT合同発表会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所つくばセンター
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] CNTアクチュエータを用いたピペットシステムと迅速診断キットへの展開2017

    • 著者名/発表者名
      渕脇雄介
    • 学会等名
      Innovation Triad at Kansai; AIST / OMTRI / Fraunhofer-IPA joint symposium
    • 発表場所
      グランフロント大阪
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A programmable micropipette system based on carbon nanotube electroactive polymer actuator2016

    • 著者名/発表者名
      合谷賢治、渕脇雄介、田中正人、大家利彦、杉野卓司、安積 欣志
    • 学会等名
      GERMAN-JAPANESE HIGH-TECH DIALOGUE
    • 発表場所
      Stuttgart, German
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブアクチュエータを用いたPOCT用マイクロピペット2016

    • 著者名/発表者名
      田中正人、合谷賢治、渕脇雄介、杉野卓司、大家利彦、安積 欣志
    • 学会等名
      平成28年度電気関係学会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] 紙・フィルム・テープでつくる診断用チップ/検査キット2018

    • 著者名/発表者名
      渕脇雄介
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      紙パルプ技術タイムス (Japanese Journal of Paper Technology)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 「紙」を利用したその場簡易検査デバイス2018

    • 著者名/発表者名
      渕脇雄介
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      Bio Industry (Bio Industry)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] スマートフォンと紙・フィルム・テープチップではかる,簡単・迅速なELISA代替キット2018

    • 著者名/発表者名
      渕脇雄介, 田中正人, 藤原貴久, 兼田麦穂, 山村昌平
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      日本分析化学会年会講演要旨集 (分析化学講演要旨集)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] ぶんせき2017

    • 著者名/発表者名
      渕脇雄介
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      日本分析化学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 展望とトピックス(日本分析化学会 第66年会)2017

    • 著者名/発表者名
      渕脇雄介
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      公益社団法人日本分析化学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] Femtosecond laser induced surface modification and its application2016

    • 著者名/発表者名
      合谷賢治、白石正彦、渕脇雄介、渡辺一弘、大家利彦
    • 総ページ数
      23
    • 出版者
      IN TECH
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] 液体包装容器及び液体吐出装置2018

    • 発明者名
      渕脇雄介、合谷賢治、田中正人
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] アッセイ装置2018

    • 発明者名
      渕脇雄介、田中正人
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-028995
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] 液体包装容器及び液体吐出装置2017

    • 発明者名
      渕脇雄介、合谷賢治、田中正人
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-169501
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] アッセイ装置2017

    • 発明者名
      渕脇雄介、田中正人
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-254472
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] アッセイ装置2017

    • 発明者名
      渕脇雄介、田中正人
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-254473
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] 多孔質媒体を利用したアッセイ装置2017

    • 発明者名
      渕脇雄介、大家利彦、片岡正俊、高岡宏樹
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 取得年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 4.マイクロチャンバー及び液体の混合方法2017

    • 発明者名
      渕脇雄介、片岡正俊、大家利彦
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 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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