| 研究課題/領域番号 |
20K12620
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90110:生体医工学関連
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| 研究機関 | 東京都市大学 (2021-2022)
信州大学 (2020) |
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研究代表者 |
秀島 翔 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (10580433)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 電気化学バイオセンサ / 垂直配向膜 / 無機ナノシート / 多孔質電極 / 幹細胞 / 分子認識界面 / 表面修飾 / 物質拡散性 / 比表面積 / 導電性ナノシート / バイオセンサ / 電気化学 / 幹細胞計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、ヒトiPS/ES細胞に特徴的なバイオマーカーを電気化学的に検出する多孔質無機ナノシートバイオ電極を作製し、作製した電極が同細胞の分化・未分化状態を判定する手段として有用であることを示す。その電極は高い導電性と比表面積を有する無機ナノシートを垂直配向することで作製し、電極表面積とレドックス特性の向上を目指し、バイオマーカーの拡散性や特異的吸着するサイトを最大化できるように設計・作製する。高感度で操作性に優れたバイオ電極はヒトiPS/ES細胞の分化誘導追跡のための簡易ツールとして役立ち、同細胞の臨床応用の際の安全性が高めることができると期待される。
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では、無機ナノシートが持つ高い比表面積を効果的に利用できる垂直配向ナノシート電極の作製、iPS細胞の分化状態に関係するバイオマーカーであるポドカリキシンを検出できる受容体固定化技術の探索、および同電極を用いたターゲット検出能の評価を効果的に進めた。その結果、多孔質の垂直配向ナノシート電極がiPS細胞の臨床応用の際の安全性を高める評価ツールとなる可能性を示した。また、小型集積化に有利である半導体バイオセンサを用いることで、iPS細胞から培養液中に分泌されたポドカリキシンを直接検出することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
垂直配向ナノシート電極は高い電極表面積とレドックス活性を有していることが確認されたことは、ナノ材料を用いた電気化学バイオセンサの発展に寄与する。本研究課題で開発したバイオセンサはiPS細胞由来の移植用細胞の安全性評価に利用することができ、iPS細胞を用いた再生医療の促進に貢献できると期待される。また、iPS細胞評価に限定されるものではなく、様々な健康医療分野での測定に展開可能であり、多方面への波及効果が期待できる。
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