疾病関連細菌の迅速・簡易カウンティグを行うスマートバイオデバイスの開発

• 研究課題/領域番号: 18K18361
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分90110:生体医工学関連
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 田畑 美幸 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, テニュアトラック助教 (00636839)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: バイオセンサ / 細菌

研究成果の概要

本研究では、疾病関連細菌を電気化学的に迅速に検出する小型診断デバイスを作製し、臨床医療の現場においてその場診断可能な細菌カウンティングシステムを開発することを目的とし、患者の体液サンプルに存在する細菌と同程度の大きさを有するセンサ電極を微細加工技術により集積化後、細菌特異的な抗体をセンサ上に固定化し、細菌を電気化学的に検出するセンサチップを作製した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細菌検出技術は医療、生命科学、食品、環境など、幅広い分野において必要不可欠な技術である。細菌同定技術は開発から30年以上経過しているPolymerase chain reaction (PCR)に依存しているのが現状で、新たな検出原理の探求が滞っている。本研究では、微細センサの作りこみによる構造最適化と特異検出を実現する機能化センサ表面の構築の両方からアプローチするという新しい方法論により、高速細菌検出を検討することに学術的意義がある。

研究成果

• [国際共同研究] Chulalongkorn University(タイ)
• [国際共同研究] チュラロンコーン大学(タイ)
• [雑誌論文] Label-free Nucleic Acid Amplification Detection using Electrochemical Sensors for Liquid Biopsy (2019)
  • 著者名/発表者名: Tabata Miyuki、Miyahara Yuji
  • 雑誌名: Journal of Photopolymer Science and Technology 巻: 32 号: 1 ページ: 97-100
  • DOI: 10.2494/photopolymer.32.97
  • NAID: 130007744349
  • ISSN: 0914-9244, 1349-6336
  • 年月日: 2019-06-24
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Liquid biopsy in combination with solid-state electrochemical sensors and nucleic acid amplification (2019)
  • 著者名/発表者名: Tabata Miyuki、Miyahara Yuji
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry B 巻: 7 号: 43 ページ: 6655-6669
  • DOI: 10.1039/c9tb00718k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization and Optimization of Thermally Grown Iridium Oxide and Its Application to pH Sensors (2018)
  • 著者名/発表者名: Chindanai Ratanaporncharoen, Miyuki Tabata, Natthapol Watanagool, Tatsuro Goda, Akira Matsumoto, Mana Sriyudthsak, Yuji Miyahara,
  • 雑誌名: Sensors and Materials 巻: 30(5) ページ: 1175
  • DOI: 10.18494/SAM.2018.1733
  • ISSN: 0914-4935, 2435-0869
  • 査読あり
• [雑誌論文] pH Mapping on Tooth Surfaces for Quantitative Caries Diagnosis Using Micro Ir/IrOx pH Sensor (2018)
  • 著者名/発表者名: Chindanai Ratanaporncharoen, Miyuki Tabata, Yuichi Kitasako, Masaomi Ikeda, Tatsuro Goda, Akira Matsumoto, Junji Tagami, Yuji Miyahara
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 90 号: 7 ページ: 4925-4931
  • DOI: 10.1021/acs.analchem.8b00867
  • 査読あり
• [学会発表] 低分子核酸を定量するpHセンサチップの開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 田畑美幸，合田達郎，松元亮，宮原裕二，吉岡祐亮，落谷孝宏
  • 学会等名: 令和元年度生体医歯工学共同研究拠点成果報告会
• [学会発表] microRNAを定量検出するpHセンサチップの開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 田畑美幸，吉岡祐亮，合田達郎，松元亮，落谷孝弘，宮原裕二
  • 学会等名: 第4回Liquid Biopsy研究会
• [学会発表] Electrical/Electrochemical detection of small nucleic acids for simple liquid biopsy platforms (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Tabata, Yuji Miyahara
  • 学会等名: Bio4Apps2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Ir/IrOx chips for electrochemical DNA detection combining with isothermal nucleic acid amplification (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Tabata, Yusuke Yoshioka, Tatsuro Goda, Akira Matsumoto, Takahiro Ochiya, Yuji Miyahara
  • 学会等名: 4th International Symposium on Biomedical Engineering
  • 国際学会
• [学会発表] マイクロpHセンサによる定量う蝕診断 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田畑美幸，Chindanai Ratanaporncharoen，北迫勇一，池田正臣，合田達郎，松元亮，田上順次，宮原裕二
  • 学会等名: 2019年度砥粒加工学会学術講演会（ABTEC2019）
  • 国際学会
• [学会発表] Electrical/Electrochemical detection of small nucleic acids for liquid biopsy (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Tabata, Yuji Miyahara,
  • 学会等名: EMN Barcelona Meeting 2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Biosensors detecting cancer biomarkers for liquid biopsy (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Tabata, Yuji Miyahara
  • 学会等名: Matrafured2019
  • 国際学会
• [学会発表] リキッドバイオプシーを指向する等温核酸増幅と組み合わせた小型電気化学センサ (2019)
  • 著者名/発表者名: 田畑美幸
  • 学会等名: シーエムシー出版 早期発見に向けた次世代がん検査技術の開発と今後の展望
  • 国際学会
• [学会発表] Development of the wireless pH sensor for quantitative analysis in dental field (2018)
  • 著者名/発表者名: Chindanai Ratanaporncharoen, Miyuki Tabata, Noboru Ishihara, Kazuya Masu, Mana Sriyudthsak, Yuichi Kitasako, Masaomi Ikeda, Junji Tagami, Tatsuro Goda, Akira Matsumoto, Yuji Miyahara
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Biomedical Engineering, Hiroshima University, Higashi-Hiroshima
  • 国際学会
• [学会発表] Application of solid-state electrochemical sensors for quantitative analysis in dental field (2018)
  • 著者名/発表者名: Chindanai Ratanaporncharoen, Miyuki Tabata, Noboru Ishihara, Kazuya Masu, Mana Sriyudthsak, Yuichi Kitasako, Masaomi Ikeda, Junji Tagami, Tatsuro Goda, Akira Matsumoto, Yuji Miyahara
  • 学会等名: Frontiers2018" - EPFL/TMDU/UTokyo Symposium
  • 国際学会
• [図書] 酵素トランスデューサーと酵素技術展開 第7章 酵素FETセンサ (2020)
  • 著者名/発表者名: 田畑美幸、宮原裕二
  • 総ページ数: 13
  • 出版者: シーエムシー出版
  • ISBN: 9784781314884
• [備考] 所属研究しtyホームページ
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/bsr/index.html
• [備考] 所属研究室ホームページ
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/bsr/index.html