研究課題/領域番号 |
22K04902
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研究種目 |
基盤研究(C)
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配分区分 | 基金 |
応募区分 | 一般 |
審査区分 |
小区分28050:ナノマイクロシステム関連
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研究機関 | 中部大学 |
研究代表者 |
河原 敏男 中部大学, 生命健康科学部, 教授 (80437350)
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研究分担者 |
中内 靖 筑波大学, システム情報系, 教授 (50361324)
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研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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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)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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キーワード | バイオセンサ / ナノカーボン応用 / 糖鎖の評価・最適化 / インフルエンザ感染性 / 糖鎖分布制御 / 機械学習 / ウイルス定量化・比較 / センサーネットワーク |
研究開始時の研究の概要 |
本研究のシステムではウイルス検体を前処理、検出分子系との反応を半導体センサでデータ化する。フェノール類の中から前処理に適した分子系を明らかにし、その凝集状態をAFMによって実空間観察して最適化する。併せて、分子反応の可逆性の効果を明らかにすることを目的に研究を行う。その結果、バイオセンサシステムの開発につながることが期待できる。平面的に凝集する分子系の中で、デバイ長以下で電荷の増強を図り高感度化する分子系を探索することは、ウイルス学・生化学・電子デバイスの分野融合的な研究により初めて実現できる独創的な研究である。さらに情報科学分野を組み合わせて検出システムを構築する。
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研究実績の概要 |
本研究では、ウイルス検体を前処理し、検出分子系との反応を調べるプロセスをシステム化したセンサ開発を行う。フェノール類の中から前処理に適した分子系を原子間力顕微鏡による実空間観察で探索する。そして、ウイルス分子との反応性を調べる。さて、ウイルスは変異が激しいことが知られているので、検出実験で行うウイルスは各種準備する必要がある。本年度も新たに準備できるウイルスの検討を行い、ウイルスと分子系の反応実験の準備とした。以上のようなウイルスセンサの実用化に必要となる要件を検討し、学会発表を行った。ウイルスの反応実験に関しては、まず、GSEのウイルス凝集効果に対して原子間力顕微鏡による観察を試みた。大気中の観察から液中観察も行い、また、基板への固定化として吸着系を構築・検討した。その結果、ウイルスの凝集効果が明らかとなった。さらに、ウイルスと細胞の感染反応への影響を調べることで、細胞への吸着後の侵入を阻害することを明らかにすることが出来た。そこで、この結果を論文発表した。さらに、GSEによる凝集効果のウイルス検出系への適用として、ウイルスにGSEを加えた系での糖鎖との結合性の評価を行った。特定の条件下で反応性向上が見られたので、この結果に関して学会発表を準備している。その他の分子系でも、ウイルスとの反応の様子を検討し、殺ウイルス効果から反応性の程度を類推してスクリーニングを行った。その中で選択した分子系に関しては、ウイルスとの反応結果の電子顕微鏡観察を行うことを目指している。この結果に関しては学会発表を行うとともに、特に精製プロセスの検討を進めていて、次年度にさらに詳細に調べる予定である。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
各種分子系とウイルスとの反応性に関して実験を進めているが、濃度依存性等の条件に制限があると予想される結果となっているため、さらに詳細に調べていく予定である。基本的な結果は得られているが、試料準備条件等をさらに詰めることでより精密なデータが得られると考えられるので、やや遅れているとした。
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今後の研究の推進方策 |
今後、試料の準備条件を更に詰めて、実際に複合プロセスで反応性を検討する。その結果、ウイルスを凝集させて1回の分子反応での電荷変化を大きくして感度向上を目指す。特に、精製プロセスの最適化で実験の誤差を減らすことを目指し、ウイルスの反応性の向上を示す。さらに、ウイルスと分子の表面基の反応性を考慮し、水酸基の構造を中心に分子探索を行う。さらに、反応分子濃度依存性や、pH、温度、塩濃度等の依存性を評価することで、分子系および検出条件の最適化を図り高感度化を達成する。また、ウイルス及び分子系の濃度依存性も明らかにすることで応用面での適用性を探る。特に、凝集分子が多すぎる場合は二重ブロッキングプロセスを検討し、凝集分子が少ない場合の濃度依存の反応性変化を調べる。同時に分子反応を詳細に調べることで最適条件の設定手法を調べていく。
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