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BSAゲルと脂質二分子膜を複合した高感度酵素センサーおよび薬物放出システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K19022
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 ナノマイクロ科学およびその関連分野
研究機関茨城大学

研究代表者

山口 央  茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (10359531)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード酵素センサー / BSAゲル / メソポーラスシリカ
研究成果の概要

本研究では,BSAヒドロゲルと脂質二分子膜の特性を組み合わせた『高感度・高ダイナミックレンジな酵素センサー』を新たに設計し,次世代の非侵襲的酵素センサー開発を第一の目的とした。さらに,設計するセンサー系を応用し,新しい『基質応答型の薬物放出システム』の創出を第二の目標とした。前者については,目的とするだ液や尿中グルコース計測が可能な検出限界,繰り返し再現性を持つセンサー開発に成功した。後者については,グルタチオンの添加による明瞭な薬剤放出挙動を示すシステムの構築を達成した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

簡易診断技術は予防医療・テーラーメイド医療の進展を支える基盤技術の一つである。酵素センサーは,酵素の基質選択的触媒特性を利用した信頼性の高い簡易診断技術であるが,センサー応答(感度・ダイナミックレンジ)や長期安定性に関する技術的障壁がある。本研究では,適切なナノ材料を複合化したセンサーを開発し,実用化への展望を実証することができた。また,用いた複合材料については,ガン治療などで開発が進む薬物送達システム(DDS)への適用性も確認された。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] ANSTO(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Cavity Size of Mesoporous Silica on Type 1 Copper Site Geometry in Pseudoazurin2020

    • 著者名/発表者名
      Akira Yamaguchi, Yurie Edanami, Takahide Yamaguchi, Yuuta Shibuya, Norihisa Fukaya, and Takamitsu Kohzuma
    • 雑誌名

      Bulletin Chemical Society Japan

      巻: 93 号: 5 ページ: 630-636

    • DOI

      10.1246/bcsj.20190355

    • NAID

      130007842980

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Continuous mesoporous aluminum oxide film with perpendicularly oriented Meso-ore channels2019

    • 著者名/発表者名
      Yuuta Shibuya, Kazuya Katayama, Kazuhiro Akutsu-Suyama, Akira Yamaguchi
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 4 号: 18 ページ: 17890-17893

    • DOI

      10.1021/acsomega.9b02797

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of Myoglobin Adsorption into Mesoporous Silica Pores by Differential Scanning Calorimetry2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Yamaguchi, Kazuhiro Taki, Jun Kijima, Yurie Edanami, Yuuta Shibuya
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 34 号: 12 ページ: 1393-1399

    • DOI

      10.2116/analsci.18P371

    • NAID

      130007528560

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 年月日
      2018-12-10
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural characterization of myoglobin molecules adsorbed within mesoporous silica2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Kijima, Yuuta Shibuya, Kazuya Katayama, Tetsuji Itoh, Hiroki Iwase, Yoshiaki Fukushima, Minoru Kubo, Akira Yamaguchi
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 122 号: 27 ページ: 15567-15574

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b04356

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of cavity size of mesoporous silica on short DNA duplex stability2018

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Masuda, Yuuta Shibuya, Shota Arai, Sayaka Kobayashi, Sotaro Suzuki, Jun Kijima, Tetsuji Itoh, Yusuke Sato, Seiichi Nishizawa, Akira Yamaguchi
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 34 号: 19 ページ: 5545-5550

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b00437

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Cavity Size of Mesoporous Silica on Short-DNA Duplex Stability2018

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Masuda† Yuuta Shibuya, Shota Arai, Sayaka Kobayashi, Sotaro Suzuki, Jun Kijima, Tetsuji Itoh, Yusuke Sato, Seiichi Nishizawa, and Akira Yamaguchi
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-performance bioelectrocatalysts created by immobilization of an enzyme into carbon-coated composite membranes with nano-tailored structures2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuji Itoh, Yuuta Shibuya, Akira Yamaguchi, Yasuto Hoshikawa, Osamu Tanaike, Tatsu Tsunoda, Taka-aki Hanaoka, Satoshi Hamakawa, Fujio Mizukami, Akari Hayashi, Takashi Kyotani, Galen D.Stucky
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. A

      巻: 5 号: 38 ページ: 20244-20251

    • DOI

      10.1039/c7ta04859a

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ナノ細孔内水の凝固/融解におよぼす吸着物質の影響2019

    • 著者名/発表者名
      山口央,渋屋裕太、枝並友梨絵、樫村ちはる
    • 学会等名
      第79回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 連続モニタリングを目指した過酸化水素蛍光プローブの開発2019

    • 著者名/発表者名
      雑賀将大,松原弘明、山口央
    • 学会等名
      日本分析化学会68年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] メソポーラスアルミナ/金積層電極の電気化学特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      片山知哉,渋屋裕太、山口央
    • 学会等名
      日本分析化学会68年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 示差走査熱量測定によるシリカメソ細孔へのミオグロビン吸着挙動の解析2019

    • 著者名/発表者名
      會澤茉弥,樫村ちはる、山口央
    • 学会等名
      日本分析化学会68年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ナノ多孔性材料とタンパク質を複合化した生体触媒材料の開発2019

    • 著者名/発表者名
      山口央
    • 学会等名
      2019年度日本分析化学会東北支部若手交流会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Developmet of non-invasive glucose sensor with mesoporous silica embedded in hydrogel gel2019

    • 著者名/発表者名
      Daiki Inaba, Yuki Sato, Akira Yamaguchi
    • 学会等名
      RSC Tokyo International Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] メソポーラスシリカ粒子におけるミオグロビンの吸着分布状態の評価2019

    • 著者名/発表者名
      會澤茉弥,山口央
    • 学会等名
      第16回茨城地区分析技術交流会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 金薄膜上にメソポーラスアルミナ膜を形成した電極での電気化学評価2019

    • 著者名/発表者名
      片山知哉,渋屋裕太、山口央
    • 学会等名
      第16回茨城地区分析技術交流会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] DDSを指向したBSAゲル被覆メソポーラスシリカナノ粒子の合成2019

    • 著者名/発表者名
      新井翔太,山口央
    • 学会等名
      第16回茨城地区分析技術交流会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ナノ多孔材料を用いた自律型酵素グルコースセンサーの開発2019

    • 著者名/発表者名
      稲葉大輝,佐藤悠希,山口央
    • 学会等名
      第30回日本化学会関東支部茨城地区研究交流会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 連続モニタリングを目指した過酸化水素蛍光プローブの開発2019

    • 著者名/発表者名
      雑賀将大,松原弘明、山口央
    • 学会等名
      第30回日本化学会関東支部茨城地区研究交流会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] SANS study for structural characterization of myoglobin confined inside meso-cavity2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Yamaguchi, Jun Kijima, Yuuta Shibuya
    • 学会等名
      3rd International Symposium of Quantum Beam Science at Ibaraki University
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] メソ空隙に閉じ込められた機能性生体高分子の構造と安定性2018

    • 著者名/発表者名
      山口央
    • 学会等名
      GIC第57回研修セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Impact of cavity size for stability of confined DNA duplexes2018

    • 著者名/発表者名
      Shota Arai, Yuuta Shibuya, Akira Yamaguchi
    • 学会等名
      RSC Tokyo International Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] サイズの異なるシリカメソ細孔内DNA二重鎖の構造安定性2018

    • 著者名/発表者名
      新井 翔太,増田 翼,小林 沙弥華,鈴木 崇太郎,渋屋 祐太,山口 央
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 小角中性子散乱と熱分析を利用したナノ空間内タンパク質の構造評価2018

    • 著者名/発表者名
      山口央
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メソポーラスシリカとBSAゲルを用いたグルコースセンサーの開発2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤悠希,松原弘明、渋屋雄太、山口央
    • 学会等名
      第15回茨城地区分析技術交流会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱分析を利用したシリカメソ細孔内ミオグロビン吸着の評価2018

    • 著者名/発表者名
      樫村ちはる、枝並友梨絵、渋屋裕太、山口央
    • 学会等名
      第15回茨城地区分析技術交流会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 小角中性子散乱を利用したタンパク質/ナノ多孔複合材料の評価2018

    • 著者名/発表者名
      山口央
    • 学会等名
      2018年度量子ビームサイエンスフェスタ
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体高分子の高次構造と閉じ込め空間サイズの相関2017

    • 著者名/発表者名
      山口 央、 渋屋 祐太
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] メソポーラスシリカ細孔内DNA二重鎖の構造安定性におよぼす細孔サイズの影響2017

    • 著者名/発表者名
      新井 翔太,増田 翼,小林 沙弥華,鈴木 崇太郎,渋屋 祐太,山口 央
    • 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] メソポーラスシリカに対する酸変性ミオグロビンの吸着挙動2017

    • 著者名/発表者名
      岡村 理史,渋屋祐太,山口央
    • 学会等名
      第14回茨城地区分析技術交流会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] メソ細孔内DNA二重鎖の構造安定性に及ぼす細孔サイズの影響2017

    • 著者名/発表者名
      新井 翔太,増田 翼,小林 沙弥華,鈴木 崇太郎,渋屋 祐太,山口 央
    • 学会等名
      第14回茨城地区分析技術交流会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Enzyme electrode based on carbon coated mesoporous silica tube2017

    • 著者名/発表者名
      Yuuta Shibuya, Tetsuji Itoh, Yasuto Hoshikawa, Takashi Kyotani, Akira Yamaguchi
    • 学会等名
      2nd International Symposium of Quantum Beam Science at Ibaraki University
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 茨城大学理学部山口研究室HP

    • URL

      http://anal.sci.ibaraki.ac.jp/yama/yamalab.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 茨城大学理学部山口研究室

    • URL

      http://anal.sci.ibaraki.ac.jp/yama/yamalab.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 山口研究室HP

    • URL

      http://anal.sci.ibaraki.ac.jp/yama/yamalab.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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