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NanoSuit膜の物性解明と生体微粒子電子顕微鏡観察法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 18H01869
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29020:薄膜および表面界面物性関連
研究機関浜松医科大学

研究代表者

針山 孝彦  浜松医科大学, 光尖端医学教育研究センター, 特命研究教授 (30165039)

研究分担者 鈴木 浩司  浜松医科大学, 医学部, 教務員 (50345831)
平川 聡史  浜松医科大学, 光尖端医学教育研究センター, 特任研究員 (50419511)
高久 康春  浜松医科大学, 光尖端医学教育研究センター, 特任研究員 (60378700)
河崎 秀陽  浜松医科大学, 光尖端医学教育研究センター, 准教授 (90397381)
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
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2019年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2018年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワード電子顕微鏡 / ナノ薄膜 / NanoSuit法 / 生体微粒子 / 表面科学 / NanoSuit_イムノクロマト法
研究成果の概要

電子顕微鏡を用いて生きたまま・濡れたままのNanoSuit電子顕微鏡技術を確立した。One pot 処理でNanoSuit膜を試料表面に形成させ、真空内での生体試料保護機能、電子線照射に対する導電性を付与できる。NanoSuit溶液と重合法を改変し、細胞や組織だけでなく工業製品の観察を可能とし、エクソゾームやウイルスなどの生物関連微粒子を観察することにも成功した。ウイルスを用いた解析では一般的に用いられているイムノクロマト法を用いて、マーカーのAu粒子あるいはAu/Pt粒子をカウンティングすることで高感度化につなげることに成功し、生体微粒子の新たなNanoSuit観察法を確立できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

エクソゾームやウイルスなどの生物関連微粒子を、走査型電子顕微鏡を用いて簡便に観察することは困難であった。NanoSuit法を改変して、この問題を解決する過程で、現行のイムノクロマト法による抗原抗体反応のマーカーの金属粒子をカウンティングすることを可能とした。その結果、新型コロナウイルス検出をRT-PCR検出法に匹敵する高感度化につなげることに成功した。本法は、多様な病原体や生体反応物質の検出に適用することができ、ヒトや家畜の健康管理に利用できることになった。動物からヒトへのウイルス感染など、今後引き起こされるだろうパンデミックの危機にも備えることができる。

報告書

(4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

    (21件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 7件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] ナノスーツ法による医療診断への応用2021

    • 著者名/発表者名
      河崎秀陽
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 276 ページ: 740-748

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Living Organisms under an Electron Microscope: the NanoSuit® Method aiming for Medical and Industrial Applications2020

    • 著者名/発表者名
      Takahiko Hariyama, Yasuharu Takaku, Chiyo Senoh, Satoshi Yamada, Toshiya Itoh, Chiaki Suzuki, Sayuri Takehara, Satoshi Hirakawa, Hideya Kawasaki
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 33 号: 5 ページ: 517-522

    • DOI

      10.2494/photopolymer.33.517

    • NAID

      130007867678

    • ISSN
      0914-9244, 1349-6336
    • 年月日
      2020-07-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Imaging dataset of fresh hydrous plants obtained by field-emission scanning electron microscopy conducted using a protective NanoSuit.2020

    • 著者名/発表者名
      Takehara S, Takaku Y(共筆頭著者), Shimomura M, Hariyama T
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15(5) 号: 5 ページ: e0232992-e0232992

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0232992

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sensitive quantitative and rapid immunochromatographic diagnosis of clinical samples by scanning electron microscopy - preparing for future outbreaks2020

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Hideya、Suzuki Hiromi、Maekawa Masato、Hariyama Takahiko
    • 雑誌名

      medRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2020.05.20.20106864

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In situ elemental analysis of living biological specimens using ‘NanoSuit’ and EDS methods in FE-SEM2020

    • 著者名/発表者名
      Takaku Y, Takehara S, Suzuki C, Suzuki H, Shimomura M, Hariyama T
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 10(1) 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-020-71523-8

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Long interspersed nuclear element 1 hypomethylation has novel prognostic value and potential utility in liquid biopsy for oral cavity cancer2020

    • 著者名/発表者名
      Misawa Kiyoshi、Yamada Satoshi、Mima Masato、Nakagawa Takuya、Kurokawa Tomoya、Imai Atsushi、Mochizuki Daiki、Shinmura Daichi、Yamada Taiki、Kita Junya、Ishikawa Ryuji、Yamaguchi Yuki、Misawa Yuki、Kanazawa Takeharu、Kawasaki Hideya、Mineta Hiroyuki
    • 雑誌名

      Biomarker Research

      巻: 8 ページ: 113924-113924

    • DOI

      10.1016/j.jpba.2021.113924

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 新たな観察法としてのNanoSuit(R)法 ─ ウジ虫から学ぶ2020

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 274 ページ: 1136-1144

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電子顕微鏡で観る昆虫: NanoSuit(R)法によるそのままの生物表面解析2020

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦, 河崎秀陽, 高久康春
    • 雑誌名

      昆蟲 ニューシリーズ

      巻: 23 ページ: 145-155

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Living Organisms under an Electron Microscope: the NanoSuit<sup>®</sup>2019

    • 著者名/発表者名
      Hariyama Takahiko、Takaku Yasuharu、Suzuki Chiaki、Takehara Sayuri、Hirakawa Satoshi、Suzuki Hiroshi、Kawasaki Hideya
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 32 号: 2 ページ: 287-290

    • DOI

      10.2494/photopolymer.32.287

    • NAID

      130007744371

    • ISSN
      0914-9244, 1349-6336
    • 年月日
      2019-06-24
    • 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] The NanoSuit method: a novel histological approach for examining paraffin sections in a nondestructive manner by correlative light and electron microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Hideya、Itoh Toshiya、Takaku Yasuharu、Suzuki Hiroshi、Kosugi Isao、Meguro Shiori、Iwashita Toshihide、Hariyama Takahiko
    • 雑誌名

      Laboratory Investigation

      巻: 100 号: 1 ページ: 161-173

    • DOI

      10.1038/s41374-019-0309-7

    • 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] Utility of Scanning Electron Microscopy Elemental Analysis Using the ‘NanoSuit’ Correlative Light and Electron Microscopy Method in the Diagnosis of Lanthanum Phosphate Deposition in the Esophagogastroduodenal Mucosa2019

    • 著者名/発表者名
      Shinmura Kazuya、Kawasaki Hideya、Baba Satoshi、Ohta Isao、Kato Hisami、Yasuda Hideo、Yamada Satoshi、Misawa Kiyoshi、Sugimoto Ken、Osawa Satoshi、Sato Masanori、Hariyama Takahiko、Sugimura Haruhiko
    • 雑誌名

      Diagnostics

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.3390/diagnostics10010001

    • 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
  • [学会発表] 異分野の知の融合によるナノスーツ電子顕微鏡観察法の発見、そして医療応用2020

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 学会等名
      第66回日本病理学会秋期特別総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] NanoSuitから蟲瞰学まで-バイオミメティクスの展開2020

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 学会等名
      生物科学学会連合公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Living organisms under an electron microscope: the NanoSuit2019

    • 著者名/発表者名
      Hariyama T, Kawasaki H, Suzuki H, Takaku Y, Suzuki C, Takehara S
    • 学会等名
      The 36th International Conference of Photopolymer Science and Technology (ICPST-36)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ナノスーツによる生物試料の生きたままの電子顕微鏡観察2019

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦, 高久康春, 鈴木浩司, 平川聡史, 河崎秀陽
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会特別セッション
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 界面の修飾によって高真空内で生命維持を可能に-NanoSuit法による電子顕微鏡生態観察2019

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 学会等名
      粉体工学会2019年第2回ソフト粒子・界面研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電子顕微鏡を用いた生きたままの生物表面微細構造解析-NanoSuit法の応用展開-2019

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦, 高久康春, 河崎秀陽
    • 学会等名
      19-2 バイオミメティクス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノスーツ観察法の発見とその医療応用について~異分野の知の融合による生物模倣と、ベンチャー立ち上げ~2019

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 学会等名
      応用物理学会関西支部2019年度第2回支部講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] NanoSuit-生物試料を生きたまま濡れたまま電子顕微鏡観察-2019

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 学会等名
      第36回 コロイド・界面技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Nanosuits, Imaging living organisms in the Scanning Electron Microscope2018

    • 著者名/発表者名
      Hariyama T
    • 学会等名
      Japanese-German Symposium "Biomimetics: Learning from Nature for an Innovative Future"
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] イムノクロマトグラフィーによる測定方法、イムノクロマトグラフィー測定用補助液、イムノク口マトグラフィーチップ、及びイムノクロマトグラフィー測定キット2020

    • 発明者名
      河崎秀陽, 針山孝彦
    • 権利者名
      浜松医科大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-079912
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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