| 研究課題/領域番号 |
21K04764
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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27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
山内 紀子 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 講師 (20598106)
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| 研究分担者 |
尾形 慎 福島大学, 食農学類, 准教授 (10532666)
小林 芳男 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (40250849)
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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 |
交付 (2022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: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | ポリマー粒子 / 磁性粒子 / 糖鎖 / 複合粒子 / ソープフリー乳化重合 / ウイルス / レクチン / 蛍光 / 微粒子 / ナノ粒子 / 磁性 / ポリマー / ワンポット合成 / ウイルス検出 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
世界的大流行を引き起こす感染症の広がりを抑制するためには、感染初期のウイルス量が極めて少ない時期に、感染を正確に判断する診断技術が求められる。本研究では、ウイルス認識能をもつ糖鎖を表面固定化したポリマー粒子を合成し、この粒子を用いて唾液や鼻水、血液などに含まれるウイルスを濃縮することで、微量のウイルスを高感度検出する技術を開発する。
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| 研究実績の概要 |
ウイルス感染症の流行を抑制するためには、体内のウイルス量が少ない感染初期段階において、ウイルスを高感度に検出するための濃縮技術が求められている。迅速かつ簡便なウイルス濃縮法として、外部磁場に応答する磁性粒子の利用が挙げられる。
R4年度は、磁性粒子として磁気特性に優れ、合成が簡便なFe3O4粒子を用い、その表面にウイルスを特異的に認識する糖鎖を固定化する手法を検討した。ここで、Fe3O4粒子表面に糖鎖を固定化する足場としては、疎水性ポリマーであるポリメタクリル酸メチル（PMMA）からなるシェルを選択し、疎水基が結合した糖鎖分子とPMMAシェル間の疎水性相互作用による固定化を狙った。はじめに、単糖であるグルコースに疎水基が結合した構造をもつn-オクチル-β-D-グルコピラノシドを重合過程に添加することで、PMMAシェル成長と共に疎水基部分がPMMA内部へ自発的に埋め込まれる形でのグルコース固定化を企図した。さらに、ヒト型インフルエンザウイルスおよびSARS-CoV-2を特異的に認識するα-2,6結合型シアロ糖鎖を含む疎水化ポリペプチドを、PMMAシェル形成後のFe3O4粒子と水溶媒中で混合することで、粒子表面へのシアロ糖鎖の固定化を試みた。生成粒子表面へのグルコースおよびシアロ糖鎖の固定化は、それぞれの糖に特異吸着するタンパク質（レクチン）を用いて行った。さらに、粒子が磁石で回収される様子を追跡できるようにするため、PMMAシェルに蛍光色素を内包することも検討した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ヒト型インフルエンザウイルスおよびSARS-CoV-2を特異的に認識するα-2,6結合型シアロ糖鎖を含む疎水化ポリペプチドを、磁性粒子を内包した粒子表面に固定化することができたので、おおむね順調に進んでいると評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
粒子表面への糖鎖固定化の最適条件の検討を行う。さらに、粒子表面へのタンパク質の非特異吸着の抑制や、外部磁場応答性の制御を検討することで、ウイルス濃縮剤などへの適用を見据えた粒子開発を行っていく。
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