| 研究課題/領域番号 |
21H01760
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分28030:ナノ材料科学関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
北本 仁孝 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (10272676)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2023年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2022年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
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| キーワード | 磁気バイオセンシング / 磁性ナノ粒子 / 磁気緩和 / 分子間相互作用 / 緩和時間分布解析 / データ分析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
体液や生体組織のような生体分子環境中での磁性ナノ粒子－生体分子間相互作用がナノ粒子の磁気緩和現象に及ぼす影響とそのメカニズムを明らかにし、その変調を磁気的に検出する手法に基づくバイオセンシングの原理を確立する。そのためのセンシングラベル（標識）の設計指針、センシングラベルと生体分子との相互作用による磁気緩和変調を交流磁化計測するための信号・データ処理法を開拓する。磁性ナノ粒子の表面修飾分子と生体分子、水和水分子との間の相互作用が、ミクロな視点で磁気緩和現象に影響を与える支配要因であることに着目し、生体分子環境センシング、イメージングのためのラベル（標識）や造影剤を創製する。
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| 研究成果の概要 |
体液や生体組織のような流動性のある環境中での磁性ナノ粒子－生体分子間相互作用がナノ粒子の磁気緩和に及ぼす影響を明らかにし、その変調を磁気的に検出する手法に基づくリキッドバイオセンシングの原理を確立するための研究を行った。磁性ナノ粒子ラベルと標的となる生体分子との相互作用を効率的、かつ特異的に検出するには塩濃度等の溶液環境の調整が重要であること、ラベルと生体分子との相互作用が不均一で周波数スペクトルの変調が微小であっても、磁性ナノ粒子－生体分子クラスタ分布解析に機械学習を導入することでより高い精度で濃度推定ができる、つまり高感度な検出ができることを示唆する成果を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
リキッドバイオプシーなど生体にかかわる診断のためのセンシング技術として、磁性ナノ粒子をラベルとする磁気センシング技術に寄与する研究である。学術的には生体環境に近い溶液中で、生体分子とラベルとなる磁性ナノ粒子の相互作用、特に磁気緩和現象がどのように変調されるかを明らかにすることに意義があり、実用的な観点からは高感度なバイオセンシングに供するために、磁性ナノ粒子ラベルをどのように設計するかだけでなく、それらが相互作用した結果を適切な診断に供するのに必要な溶液環境をも明らかにするという意義を有している。より高感度なセンシング技術に開拓により、高度な診断技術につながると期待できる。
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