| 研究課題/領域番号 |
20K21879
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分90:人間医工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
曾根 逸人 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (80344927)
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| 研究分担者 |
大嶋 紀安 群馬大学, 大学院医学系研究科, 助教 (30360514)
和泉 孝志 帝京平成大学, ヒューマンケア学部, 教授 (70232361)
張 慧 群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (80794586)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | シリコンナノワイヤ / バイオセンサ / 超高感度検出 / 検査・診断システム / 医用システム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
各種感染症の診断では、感染初期段階での判定と早期治療による流行防止が求められるが、診療機関でその場判定できる検査キットは感染初期には陽性反応が出ない場合が多いこと、検査機関での分析は高精度だが時間とコストがかかることが課題である。そこで本研究では、電子線リソグラフィによりシリコンナノワイヤ（SiNW）素子を作製し、夾雑物のフィルタリング、多種類生体物質を各々特異的に結合できる表面修飾法を確立して、体液1滴に含まれる多種類の生体物質を同時検出可能なバイオセンサの創製を目的とする。これが実現できれば診療機関での早期判定が可能となり、感染症の流行を防止する画期的な技術を社会に提供できる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、体液1滴に含まれる多種類の生体物質を同時検出可能な超高感度バイオセンサの創製を目指して、電子線リソグラフィによるシリコンナノワイヤ（SiNW）素子の作製、体液輸送マイクロ流路の作製、生体物質を特異的に結合できる表面修飾法の確立を行った上で、マルチSiNWバイオセンサシステムを用いた多種生体分子同時検出を実施した。その結果、多種類の生体物質の同時検出までは至らなかったが、幅10.8 nmのSiNWセンサによる濃度6 aMの抗体検出、4センサ搭載SiNWセンサの作製、抗HA1 IgGを修飾したSiNWセンサで濃度1 aMのHA1の特異的検出、2センサ同時測定まで実現できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
インフルエンザ等のウイルス性疾患は、各診療機関で迅速診断キットを用いることで1時間以内に診断可能である。しかし、陽性反応を得るには鼻水等の体液に数万個のウイルス含有が必要だが、感染初期にはウイルス数が少なく、陽性反応が現れないことが多い。この段階で陽性反応を得るには、試料を検査機関へ送りウイルス分離やPCR法等の高度な測定が必要となり、時間と費用がかかる。本研究で創製したマルチSiNWバイオセンサは、aMレベルの超低濃度のウイルス由来の生体分子を特異的に検出できた。この研究を進めて、体液1滴に含まれるウイルスの種類まで各診療機関でその場で判定できれば、インフルエンザ等の流行の抑制が期待できる。
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