| 研究課題/領域番号 |
21K05280
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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37010:生体関連化学
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
高田 忠雄 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (60511699)
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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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021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 | DNA / 光電流 / 光化学 / 光増感剤 / 電子移動反応 / 金ナノ粒子 / 近接場光 / バイオセンサー / プラズモニクス / 等温連鎖反応 / ハイブリダイゼーション連鎖反応 / 光 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、近接場光を利用した電子移動反応システムの確立とそれを利用したフォトニックDNAセンサーの作製を行う。AuNPナノ構造体における局在電場増強を利用した光電流増幅と等温増幅法を組み合わせる事によるターゲット核酸RNAの超高感度検出システムの開発に関する研究を進め、極微量の標的ウイルス核酸をPCR-freeで検出可能とする革新的な検出技術の実現を目指し、医療現場における“その場診断”を実現する診断デバイスの開発を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、体液由来の核酸を高感度で検出することが可能な光電気化学センサーを開発した。DNAの分子認識能力と金ナノ粒子（AuNP）の近接場を利用し、高感度かつ迅速な検出技術の確立を目指した。DNA二本鎖を用いて金ナノ粒子を配置し、光増感分子を励起することで光電流が増強されることを見出した。等温ハイブリダイゼーション連鎖反応（HCR）や酵素TdTを用いたシグナル増幅系の構築に成功した。また、カリウムイオンやATP、トロンビンに結合するアプタマーを用いた光電気化学センサーを開発した。これらの研究成果は、迅速で正確な病原体や生体分子の検出に貢献する新しいツールとして期待される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した光電流検出型フォトニックDNAセンサーは、感染症やがん診断、遺伝子解析などの医学領域での核酸の高感度検出を可能にし、迅速かつ正確な病原体の検出を実現すると期待される。これにより、病気の早期診断や治療の改善に大きく貢献しする。また、小型で安価な分析デバイスの開発により、医療現場での即時診断が可能となり、ヘルスケアの向上にも寄与する。
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