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バクテリオファージをテーラーメード細菌認識素子とする新奇な細菌検出技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K05174
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分34020:分析化学関連
研究機関高知大学

研究代表者

渡辺 茂  高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 教授 (70253333)

研究分担者 松崎 茂展  高知大学, 医学部, 客員教授 (00190439)
仁子 陽輔  高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 助教 (20782056)
内山 淳平  麻布大学, 獣医学部, 准教授 (20574619)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード金ナノ粒子 / バクテリオファージ / 暗視野顕微鏡 / 光散乱 / ブラズモニクス / 細菌 / 暗視野顕微鏡法 / プラズモニクス / 細菌検出 / バクテリアファージ / 機能性ナノ粒子 / 機能性色素
研究成果の概要

金ナノ粒子をガラスビーズ上に集積化した後,その表面にファージを担持させることでファージ修飾金平糖型金ナノ粒子を調製した.これを各種細菌と混合後,暗視野顕微鏡を用いて観察すると細菌に結合した金平糖型金ナノ粒子が発する強力な散乱光によって,細菌を容易に検出できることがわかった(検出限界~10,000 cfu/ml).また,金平糖型金ナノ粒子は粒子表面に担持させたファージの宿主以外には結合せず,その選択性は属のみならず種レベルに至ることがわかった.本手法は,利用するファージを変えることによって細菌選択性を自在に制御できる可能性があり,多種多様な細菌の高選択的な検出への応用が期待できる.

研究成果の学術的意義や社会的意義

バクテリオファージは,細菌特異的に感染するウイルスの総称であり,標的細菌を特異的に識別する機能を備えている.本研究では,抗体に代えバクテリオファージを利用した新たな細菌検出技術を開発し,ファージが微生物学・医学分野のみならず分析化学分野に置いても強力な分析ツールとなることを実証した.また,本技術は遺伝子や免疫検出法に代わる迅速かつ簡便な細菌検出法への応用が期待できる.迅速な微生物検査は,早期診断・治療および二次感染の予防に不可欠であり,現場の衛生管理をはじめ緊急検査,診察前至急検査,在宅検査のみならず災害時においても感染症の発生・拡大防止に活用が期待される.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Dark-Field Microscopic Detection of Bacteria using Bacteriophage-Immobilized SiO2@AuNP Core?Shell Nanoparticles2019

    • 著者名/発表者名
      Imai Masashi, Mine Kouhei, Tomonari Haruna, Uchiyama Jumpei, Matuzaki Shigenobu, Niko Yosuke, Hadano Shingo, Watanabe Shigeru
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 91 号: 19 ページ: 12352-12357

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.9b02715

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Rapid and selective detection of bacteria using fluorescent nanoemulsion-labeled bacteriophages2021

    • 著者名/発表者名
      Sekita, S., Niko, Y., Hadano, S., Watanabe, S., Uchiyama, J., Ucihiyama, I., Matsuzaki, S.
    • 学会等名
      PacifiChem2021, online
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] バクテリオファージを利用した細菌の金ナノ粒子凝集比色検出2021

    • 著者名/発表者名
      山下 智史,仁子 陽輔,波多野 慎悟,渡辺 茂,内山 伊代,内山 淳平,松崎 茂展
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] バクテリオファージを利用した細菌の高選択的な細菌検出技術の開発2020

    • 著者名/発表者名
      今井斉志,仁子陽輔,波多野慎悟,渡辺 茂,内山伊代,内山淳平,松崎茂展
    • 学会等名
      日本分析化学会 第69年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] バクテリオファージを用いた細菌の超選択的な暗視野顕微鏡検出技術の開発2020

    • 著者名/発表者名
      今井斉志,仁子陽輔,波多野慎悟,渡辺 茂,内山伊代,内山淳平,松崎茂展
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 蛍光色素含有ナノ粒子担持バクテリオファージの開発と細菌検出への応用2020

    • 著者名/発表者名
      関田慎也, 山下智史, 仁子陽輔, 波多野慎悟, 渡辺茂, 松崎茂展, 内山伊代, 内山淳平
    • 学会等名
      2020年色材研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] バクテリオファージ修飾SiO2@AuNPs コアーシェル型ナノ粒子を利用した細菌の暗視野顕微鏡検出2019

    • 著者名/発表者名
      今井斉志,仁子陽輔,波多野慎悟,渡辺 茂,松崎茂展,内山淳平
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] チオール化バクテリオファージを利用した細菌の金ナノ粒子凝集比色検出2019

    • 著者名/発表者名
      山下智史,仁子陽輔,波多野慎悟,渡辺 茂,松崎茂展,内山淳平
    • 学会等名
      2019年日本化学会中四国支部大会徳島大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 高輝度蛍光性ナノエマルションの作製と細菌検出用プローブへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      関田慎也,仁子陽輔,波多野慎悟,渡辺 茂,松崎茂展,内山淳平
    • 学会等名
      高知化学シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 高輝度蛍光ナノエマルジョンの作製と細菌検出への応用2019

    • 著者名/発表者名
      関田慎也,山下智史,齋藤愛梨,仁子陽輔,波多野慎悟,渡辺 茂
    • 学会等名
      第79回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 目視による細菌検出を志向した蛍光性ナノエマルションの開発2018

    • 著者名/発表者名
      齊藤愛梨,越智里香,波多野慎悟,渡辺 茂,仁子陽輔
    • 学会等名
      日本化学会第98 回春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 細菌検出を可能とする色素含有型高輝度ナノエマルションの開発2018

    • 著者名/発表者名
      齊藤愛梨,越智里香波多野慎悟,渡辺 茂,仁子陽輔
    • 学会等名
      高知化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 色素含有エマルションを用いた細菌検出用蛍光ナノセンサーの開発2018

    • 著者名/発表者名
      斎藤愛梨,越智里香,波多野慎悟,渡辺 茂,仁子陽輔
    • 学会等名
      第8 回CSJ 化学フェスタ2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 金属ナノ粒子,微粒子の合成,調製と最新応用技術 「金平糖型金ナノ粒子の作製と細菌検出技術の開発」2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺 茂
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861048623
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] “Fluorescent Chemosensors” in Y. Ooyama, & S. Yagi (Eds) Chapter 12 Progress in the Science of Fuctional Dyes2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Niko, S. Watanabe
    • 総ページ数
      31
    • 出版者
      Springer Singapore
    • ISBN
      9789813343924
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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