| 研究課題/領域番号 |
21K04090
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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21030:計測工学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
薮上 信 東北大学, 医工学研究科, 教授 (00302232)
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| 研究分担者 |
寺村 裕治 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 上級主任研究員 (10365421)
小林 伸聖 公益財団法人電磁材料研究所, その他部局等, 研究員 (70205475)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 磁性ナノ粒子 / 異方性制御 / 高周波磁気計測 / 微生物 / タンパク質 / 凝集体 / 磁化率 / 磁気異方性 / 抗原抗体反応 / ビオチンアビジン反応 / ナノ粒子ナノ粒子 / 抗体 / 抗原 / グラニュラー / 計測工学関連 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者は磁性ナノ粒子に生体高分子等を抗原抗体反応により結合・凝集させることで磁性ナノ粒子間の距離がnmのオーダーで増加し、交換エネルギー等が変化して、磁気相変化が生じることを見いだした。これを微量のウイルス、タンパク質等、生体物質の高感度検出に応用することを発案した。また本提案は磁性微粒子と生体物質との組み合わせによる新しいグラニュラー構造と位置づけられることから、基本的な材料物性（磁化曲線、透磁率、誘電率等）、スピントロニクスの発現等を解明する。
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| 研究成果の概要 |
液相中磁性微粒子を凝集させて磁界印加による等価的な磁気異方性を凝集体へ付与した。等価的な磁化困難軸方向へ、外部磁界を印加し、リモートで高周波複素磁化率を評価した。高周波磁化率実数部は約1.4倍増大し、磁化率虚数部（損失）は約2倍増大した。液相磁性ナノ粒子凝集体に適用して、固体デバイスのように制御できた。ビオチンアビジン反応によりモデル微生物であるポリマービーズを磁性ナノ粒子と凝集させることにより、ダンピング定数が低下し、抗原抗体反応による強磁性共鳴の変化を検出する微生物検出法の可能性が示され、抗原抗体反応（ビオチンアビジン反応）等の生化学反応を固体物理学的アプローチにより評価・制御に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
磁性ナノ粒子の磁化率を評価する先行研究はあるものの、本研究の液相中磁性ナノ粒子・生体物質凝集体に対して、固体物理学的手法で粒子間磁気的相互作用を介して制御する先行研究は皆無であり、新規性が高い。固体ではマルチフェロイック材料等により電圧で磁気異方性を誘導している研究はあるが、液相中磁性ナノ粒子の異方性制御を行っている先行研究は申請者らが調べた限り皆無である。
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