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ボロン酸修飾高分子による細菌の簡易迅速識別・分離法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K14255
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分34020:分析化学関連
研究機関早稲田大学 (2019-2021)
国立研究開発法人理化学研究所 (2018)

研究代表者

土戸 優志  早稲田大学, 理工学術院, 講師(任期付) (40737219)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード細菌 / 分子認識 / ボロン酸 / デンドリマー / 超分子 / ナノ材料 / 高感度 / 簡易判別 / 迅速判別 / 凝集 / 蛍光 / 糖 / Molecular Recognition / Bacteria / Boronic Acid / Saccharide / Dendrimer / Phenylboronic Acid / ナノ粒子
研究成果の概要

ボロン酸修飾デンドリマーを用いた細菌の検出法を開発した。本手法は、ボロン酸修飾デンドリマーを細菌を含む溶液に添加してボルテックス撹拌するだけの非常に簡易な方法で、細菌凝集を引き起こすことによって検出することができる。その検出感度は、濁度法では約100万 CFU/mL、蛍光法では約1万 CFU/mLである。検出時間は5分~数十分程度であり、従来法に比べて大幅に短い時間での、迅速な細菌検出を達成した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細菌やウイルスをはじめとした、病原性微生物のパンデミックが大きな社会問題となっており、病原性微生物を簡易迅速に検出する手法の開発が強く望まれている。本研究では、分子認識反応で細菌表面と結合して凝集させることによって、光の散乱や蛍光で細菌を検出して簡易判別する手法を開発した。この成果は学術的な意義のみならず、試薬と光源があれば、場所を問わずに迅速に細菌を検出できる手法であることから、SDGsの面でも大きな社会的意義がある。

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

    (45件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 9件、 招待講演 1件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Rapid Bacterial Recognition over a Wide pH Range by Boronic Acid-Based Ditopic Dendrimer Probes for Gram-Positive Bacteria2022

    • 著者名/発表者名
      Ayame Mikagi, Koichi Manita, Asuka Yoyasu, Yuji Tsuchido, Nobuyuki Kanzawa, Takeshi Hashimoto, and Takashi Hayashita
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 27 ページ: 256-256

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of Spacer Length in Pyrene-Modified-Phenylboronic Acid Probe/CyD Complexes on Fluorescence-based Recognition of Monosaccharides in Aqueous Solution2021

    • 著者名/発表者名
      TSUCHIDO Yuji、KOJIMA Shohei、SUGITA Ko、FUJIWARA Shoji、HASHIMOTO Takeshi、HAYASHITA Takashi
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 37 号: 5 ページ: 721-726

    • DOI

      10.2116/analsci.20SCP08

    • NAID

      130008036603

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 年月日
      2021-05-10
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fast and Sensitive Bacteria Detection by Boronic Acid Modified Fluorescent Dendrimer2021

    • 著者名/発表者名
      Mikagi Ayame、Tsurufusa Riho、Tsuchido Yuji、Hashimoto Takeshi、Hayashita Takashi
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 21 号: 9 ページ: 3115-3115

    • DOI

      10.3390/s21093115

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Micelle-Type Sensor for Saccharide Recognition by Using Boronic Acid Fluorescence Amphiphilic Probe and Surfactants2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuchido Yuji、Nodomi Nana、Hashimoto Takeshi、Hayashita Takashi
    • 雑誌名

      Solvent Extraction and Ion Exchange

      巻: - 号: 5-6 ページ: 668-677

    • DOI

      10.1080/07366299.2021.1876988

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Effect of Fluorophore on Phenylboronic Acid Fluorophore/Cyclodextrin Complex for Selective Glucose Recognition2020

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hashimoto, Mio Kumai, Mariko Maeda, Koji Miyoshi, Yuji Tsuchido, Shoji Fujiwara, and Takashi Hayashita
    • 雑誌名

      Front. Chem. Sci. Eng.

      巻: 14 号: 1 ページ: 53-60

    • DOI

      10.1007/s11705-019-1851-y

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Selective Sugar Recognition by Anthracene-Type Boronic Acid Fluorophore/Cyclodextrin Supramolecular Complex Under Physiological pH Condition2019

    • 著者名/発表者名
      Sugita Ko、Tsuchido Yuji、Kasahara Chisato、Casulli Maria Antonietta、Fujiwara Shoji、Hashimoto Takeshi、Hayashita Takashi
    • 雑誌名

      Frontiers in Chemistry

      巻: 7 ページ: 806-812

    • DOI

      10.3389/fchem.2019.00806

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rapid and Selective Discrimination of Gram-Positive and Gram-Negative Bacteria by Boronic Acid-Modified Poly(amidoamine) Dendrimer2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuchido Yuji、Horiuchi Ryosuke、Hashimoto Takeshi、Ishihara Kanako、Kanzawa Nobuyuki、Hayashita Takashi
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 91 号: 6 ページ: 3929-3935

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.8b04870

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Metal and Phosphate Ion Recognition Using Dipicolylamine-modified Fluorescent Silica Nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      TSUCHIDO Yuji、YAMASAWA Aya、HASHIMOTO Takeshi、HAYASHITA Takashi
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 34 号: 10 ページ: 1125-1130

    • DOI

      10.2116/analsci.18P153

    • NAID

      130007496572

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 年月日
      2018-10-10
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Design of Saccharide Recognition Material Based on Boronic Acid Fluorophore/Cyclodextrin Gel2018

    • 著者名/発表者名
      SOMA Suzuka、SUZUKI Takahito、G. BEKELE Tewodros、TSUCHIDO Yuji、HASHIMOTO Takeshi、HAYASHITA Takashi
    • 雑誌名

      日本イオン交換学会誌

      巻: 29 号: 3 ページ: 126-130

    • DOI

      10.5182/jaie.29.126

    • NAID

      130007485257

    • ISSN
      0915-860X, 1884-3360
    • 年月日
      2018-09-20
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Design and Function of Fluorescent Silica Nanoparticles for Bacteria Detection2018

    • 著者名/発表者名
      KITAMURA Aya、KASAI Yuna、TSUCHIDO Yuji、HASHIMOTO Takeshi、HAYASHITA Takashi
    • 雑誌名

      日本イオン交換学会誌

      巻: 29 号: 3 ページ: 121-125

    • DOI

      10.5182/jaie.29.121

    • NAID

      130007485160

    • ISSN
      0915-860X, 1884-3360
    • 年月日
      2018-09-20
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 分子認識プローブ修飾ナノ粒子を用いた細菌検出法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      土戸優志
    • 雑誌名

      バイオマテリアル―生体材料―

      巻: 37 ページ: 18-19

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ジトピック型ボロン酸デンドリマーによる細菌認識法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      〇三ヶ木彩芽・眞仁田晃一・与安明日香・土戸優志・橋本剛・神澤信行・早下隆士
    • 学会等名
      第19回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Design of boronic acid modified polyamidoamine dendrimer for rapid and selective discrimination of Gram-positive bacteria2021

    • 著者名/発表者名
      Yuji Tsuchido, Riho Tsurufusa, Masaru Ikeno, Ayame Mikagi, Takeshi Hashimoto, Takashi Hayashita
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2021 (Pacifichem 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A novel convenient and sensitive detection for bacteria by fluorescent labelled dendrimers with boronic acid2021

    • 著者名/発表者名
      Ayame Mikagi, Riho Tsurufusa, Yuji Tsuchido, Takeshi Hashimoto, Takashi Hayashita
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2021 (Pacifichem 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective sugar recognition using phenylboronic acid conjugated fluorophore/cyclodextrin complexes2021

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hashimoto, Maria Antonietta Casulli, Shoji Fujiwara, Yuji Tsuchido, Takashi Hayashita
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2021 (Pacifichem 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural Effect on Phenylboronic Acid Fluorophore/Cyclodextrin Complex for Selective Sugar Recognition2021

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hashimoto, Yuji Tsuchido, Shoji Fujiwara, Takashi Hayashita
    • 学会等名
      Asian Conference on Analytical Sciences 2020 (ASIANALYSIS 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ボロン酸修飾PAMAMデンドリマーを用いた細菌認識法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      〇三ヶ木彩芽・鶴房莉帆・土戸優志・橋本剛・早下隆士
    • 学会等名
      第35回日本イオン交換研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ダンシル修飾フェニルボロン酸デンドリマーを用いた高感度細菌検出法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      〇三ヶ木彩芽・鶴房莉帆・土戸優志・橋本剛・早下隆士
    • 学会等名
      日本分析化学会第70年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ボロン酸修飾デンドリマーを用いた蛍光測定による高感度細菌認識法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      〇三ヶ木彩芽・鶴房莉帆・土戸優志・橋本剛・早下隆士
    • 学会等名
      第18回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ダンシル蛍光団を有するフェニルボロン酸デンドリマーを用いた高感度細菌認識法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      〇三ヶ木彩芽・鶴房莉帆・土戸優志・橋本剛・早下隆士
    • 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] 細菌種の簡易識別を可能としたボロン酸修飾ポリマーの分子設計と機能評価2019

    • 著者名/発表者名
      ○土戸優志・鶴房莉帆・与安明日香・池野知・橋本剛・早下隆士
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ピレン型蛍光プローブ/シクロデキストリン複合体の構造効果2019

    • 著者名/発表者名
      ○笠原千聖・水田祐司・土戸優志・橋本剛・早下隆士
    • 学会等名
      第36回シクロデキストリンシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 細菌種の簡易識別を可能としたボロン酸修飾デンドリマーの分子設計と機能評価2019

    • 著者名/発表者名
      ○土戸優志・鶴房莉帆・与安明日香・池野知・橋本剛・早下隆士
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] デンドリマー型フェニルボロン酸細菌検出プローブの分子設計2019

    • 著者名/発表者名
      ○鶴房莉帆・池野知・土戸優志・橋本剛・早下隆士
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ボロン酸型蛍光プローブ修飾ポリマーによるバイオフィルム検出能評価2019

    • 著者名/発表者名
      ○藤澤真友子・福島学・土戸優志・橋本剛・早下隆士
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ボロン酸型プローブ/デンドリマー複合体による細菌検出におけるベタイン導入効果2019

    • 著者名/発表者名
      ○与安明日香・喜多村文・土戸優志・橋本剛・早下隆士
    • 学会等名
      令和元年度日本分析化学会関東支部若手交流会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ボロン酸型蛍光プローブ修飾ポリマーの開発とバイオフィルム検出能評価2019

    • 著者名/発表者名
      ○藤澤真友子・福島学・土戸優志・橋本剛・早下隆士
    • 学会等名
      令和元年度日本分析化学会関東支部若手交流会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ボロン酸修飾デンドリマーの細菌応答機能評価2019

    • 著者名/発表者名
      ○土戸優志・池野知・鶴房莉帆・堀内良介・橋本剛・早下隆士
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ボロン酸修飾デンドリマーの細菌識別機能評価2019

    • 著者名/発表者名
      ○土戸優志・池野知・鶴房莉帆・堀内良介・橋本剛・早下隆士
    • 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] 細菌認識能を有するボロン酸型蛍光プローブの開発2018

    • 著者名/発表者名
      ○喜多村 文・笠井 祐那・土戸 優志・橋本 剛・早下 隆士
    • 学会等名
      第31回イオン交換セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ボロン酸型蛍光プローブ修飾ポリマーの開発とバイオフィルム検出2018

    • 著者名/発表者名
      〇藤澤 真友子・福島 学・土戸 優志・橋本 剛・早下 隆士
    • 学会等名
      第31回イオン交換セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Functional Nanoparticles for The Detection of Bacteria2018

    • 著者名/発表者名
      Yuji Tsuchido, Aya Kitamura, Yuna Kasai, Hiroyuki Kobayashi, Takeshi Hashimoto, Takashi Hayashita
    • 学会等名
      第40回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ボロン酸型蛍光プローブ修飾ポリマーの設計とバイオフィルム検出2018

    • 著者名/発表者名
      〇藤澤 真友子・福島 学・土戸 優志・橋本 剛・早下 隆士
    • 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
  • [学会発表] Development of Functional Nanoparticles for The Detection of Bacteria2018

    • 著者名/発表者名
      Yuji Tsuchido, Aya Kitamura, Yuna Kasai, Hiroyuki Kobayashi, Takeshi Hashimoto, Takashi Hayashita
    • 学会等名
      2018 Fall Meeting of The Korean Society for Biomaterials
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design and Function of Fluorescent Silica Nanoparticles for Bacteria Detection2018

    • 著者名/発表者名
      Aya Kitamura, Yuna Kasai, Yuji Tsuchido, Takeshi Hashimoto, Takashi Hayashita
    • 学会等名
      7th International Conference on Ion Exchange 2018 (ICIE2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Effect of Modification Ratio to Bacteria Detection Using Dendrimer/Phenylboronic Acid Complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Masaru Ikeno, Ryosuke Horiuchi, Yuji Tsuchido, Takeshi Hashimoto, Takashi Hayashita
    • 学会等名
      7th International Conference on Ion Exchange 2018 (ICIE2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of Saccharide Recognition Material Based on Boronic Acid Fluorophore/Cyclodextrin Gel2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuka Soma, Takahito Suzuki, Tewodros Getachew Bekele, Yuji Tsuchido, Takeshi Hashimoto, Takashi Hayashita
    • 学会等名
      7th International Conference on Ion Exchange 2018 (ICIE2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ボロン酸修飾デンドリマーを用いたグラム陽性菌の選択的認識2018

    • 著者名/発表者名
      ○土戸 優志・堀内 良介・池野 知・橋本 剛・早下 隆士
    • 学会等名
      第16回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アゾ基を有するデンドリマー型フェニルボロン酸による細菌認識2018

    • 著者名/発表者名
      ○鶴房 莉帆・池野 知・土戸 優志・橋本 剛・早下 隆士
    • 学会等名
      第16回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ボロン酸型蛍光プローブ修飾ポリマーの設計とバイオフィルム検出2018

    • 著者名/発表者名
      ○藤澤 真友子・福島 学・土戸 優志・橋本 剛・早下 隆士
    • 学会等名
      第78回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of Fluorescent Probes Possessing Halogen for Saccharides Recognition in Water2018

    • 著者名/発表者名
      Chisato Kasahara, Shohei Kojima, Yuji Mizuta, Ko Sugita, Yuji Tsuchido, Takeshi Hashimoto, Takashi Hayashita
    • 学会等名
      The 19th International Cyclodextrin Symposium (ICS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/yuji-tsuchido

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/yuji-tsuchido/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
  • [備考] 上智大学理工学部物質生命理工学科 分析化学グループ ホームページ

    • URL

      http://www.mls.sophia.ac.jp/~analysis/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/7000007573

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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