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外力支援近接場照明バイオセンサを用いた革新的疾病マーカー検査技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H01803
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分27040:バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連
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

安浦 雅人  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20760408)

研究分担者 芦葉 裕樹  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (90712216)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2020年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワードイムノアッセイ / 超高感度 / 磁性粒子 / 導波モード / 磁気微粒子 / 近接場光 / 高感度検出 / EFA-NIバイオセンサ / サンドイッチアッセイ / タンパク質検出 / 蛍光検出 / 体液中検出 / 蛍光ビーズ
研究成果の概要

外力支援近接場照明バイオセンサ(EFA-NIバイオセンサ)を用いたウイルス検出系をベースに、超高感度タンパク質検出系を構築した。他手法との感度比較のため、市販の感染性を無くしたインフルエンザウイルス粒子をサンプルに用いて、PCR法によるウイルス核酸検出とEFA-NIバイオセンサによるウイルス核タンパク質(ウイルス1粒子に1000個程度含まれる)の検出を並行して行った。その結果、EFA-NIバイオセンサによるタンパク質検出は、PCRの核酸検出感度と同様aMレベルの検出感度を実現した。また、蛍光標識を用いたマルチ検出の実現に向け、近接場照明系の改良を行い、増強度向上と複数波長増強に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

夾雑物耐性が高いという生体由来の測定サンプルに有利な特徴を持つEFA-NIバイオセンサを改良し、測定対象をウイルスからタンパク質に拡張した。定量性の向上に関するアプローチも成果を上げており、ウイルスが「いる」「いない」という検出だけでなく、様々な病気の診断に利用できる極低濃度のタンパク質の定量を可能にする基礎を固めた。また、近接場照明系の改良により、安価なチップでも増強効率を高く保つ手法や複数波長の励起光を増強する手法を実現した。これらは、低コスト化や多項目検査の実現に繋がる成果である。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Waveguide-mode Sensor Chip with Si/SiO2/SiOx Structure2020

    • 著者名/発表者名
      Masato Yasuura, Koji Ueno, Hiroki Ashiba, Yuki Nakaya, Makoto Fujimaki
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 32 号: 4 ページ: 1567

    • DOI

      10.18494/SAM.2020.2732

    • ISSN
      0914-4935, 2435-0869
    • 年月日
      2020-04-30
    • 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] Waveguide-mode Illumination for Enhanced Fluorescent Microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuura Masato、Fujimaki Makoto
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 31 号: 1 ページ: 63

    • DOI

      10.18494/SAM.2019.2044

    • ISSN
      0914-4935, 2435-0869
    • 年月日
      2019-01-15
    • 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] Detection of norovirus-like particles with an external-force-assisted near-field illumination biosensor2019

    • 著者名/発表者名
      Masato Yasuura, Haruko Shirato, Kyoko Higo-Moriguchi, Makoto Fujimaki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 号: 7 ページ: 071005-071005

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab29e2

    • NAID

      210000156402

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] ナノ粒子を用いたウイルス検出法における粒子結合挙動の理論解析2021

    • 著者名/発表者名
      會田 紗瑛華、芦葉 裕樹、安浦 雅人、藤巻 真、大木 義路
    • 学会等名
      電気学会光応用・視覚/計測合同研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 導波モード照明のための3層構造平面導波路検討2020

    • 著者名/発表者名
      安浦 雅人、芦葉 裕樹、藤巻 真
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 導波モード照明に適した平面導波路設計2020

    • 著者名/発表者名
      安浦 雅人、芦葉 裕樹、藤巻 真
    • 学会等名
      第37回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of surface-modification types for sensor chips of the external force-assisted near-field illumination biosensor.2019

    • 著者名/発表者名
      Masato Yasuura, Makoto Fujimaki
    • 学会等名
      International Conference on Bio-Sensing Technology 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] External Force-Assisted Near-Field Illumination Biosensor for Blood Testing2019

    • 著者名/発表者名
      Ashiba Hiroki, Fujimaki Makoto
    • 学会等名
      International Conference on Materials for Advanced Technologies 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 外力支援近接場照明バイオセンサによる血漿中タンパク質の高感度検出2019

    • 著者名/発表者名
      芦葉 裕樹、藤巻 真
    • 学会等名
      第36回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Detection of proteins expressed by in vitro translation using external force-assisted biosensor2019

    • 著者名/発表者名
      Ashiba Hiroki, Nakaya Yuki, Sato Hirotaka, Aida Yoko, Fujimaki Makoto
    • 学会等名
      European Biosensor Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison of surface-modification types for sensor chips of the external force-assisted near-field illumination biosensor2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuura Masato, Fujimaki Makoto
    • 学会等名
      6th International Conference on Bio-Sensing Technology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultrasensitive detection of hepatitis B virus antigen using an external force-assisted biosensor2018

    • 著者名/発表者名
      Ashiba Hiroki, Fujimaki Makoto
    • 学会等名
      Biosensors 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 外力支援型バイオアッセイ技術の開発と展開2018

    • 著者名/発表者名
      安浦雅人
    • 学会等名
      新化学技術推進協会ライフサイエンス技術部会材料分科会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 外力支援蛍光バイオセンサによるインフルエンザウイルス検出2018

    • 著者名/発表者名
      安浦雅人、藤巻真
    • 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] 外力支援バイオセンサによる無細胞合成タンパク質検出2018

    • 著者名/発表者名
      芦葉裕樹、仲屋友喜、佐藤洋隆、岩崎信太郎、間陽子、藤巻真
    • 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] 外力支援近接場照明(EFA-NI)バイオセンサによるインフルエンザウイルスの検出2018

    • 著者名/発表者名
      安浦雅人、仲屋友喜、藤巻真
    • 学会等名
      「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 標的物質検出装置2023

    • 発明者名
      安浦 雅人、藤巻 真
    • 権利者名
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 取得年月日
      2023
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
  • [産業財産権] 標的物質検出装置2019

    • 発明者名
      安浦 雅人、藤巻 真
    • 権利者名
      国立研究開発法人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
      2019-145110
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-03-28  

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