ＤＮＡ鋳型ナノワイヤを利用した血液検査デバイスの開発

• 研究課題/領域番号: 23300168
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 安田 隆 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (80270883)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2012年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2011年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: ナノワイヤ / DNA / 金属被覆 / マイクロ流路 / DNA分解酵素 / 血液検査 / 静電配向 / インターカレータ / マイクロデバイス / 血漿抽出

研究成果の概要

DNAを金属被覆することでナノワイヤを形成する技術を確立し、その電気的特性を評価した。まず、ナノチャネル中の微小電極間に単分子DNAを伸長固定し、これを金属被覆することで単一ナノワイヤを形成した。次に、1本鎖DNAを金属被覆せずに、2本鎖DNAのみを特異的に金属被覆できることを実証した。さらに、部分的に金属被覆したDNAを利用してDNA分解酵素を測定する技術を構築した。そして、マイクロ流路中での毛細管力を利用して全血から血漿のみを迅速かつ簡便に抽出し、流路中でタンパク質を検出する技術を構築した。

研究成果

• [学会発表] 部分的に金属被覆されたDNAを用いたDNA分解酵素の計測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 村上太理, 氷室貴大, 佐藤しのぶ, 竹中繁織, 安田隆
  • 学会等名: ナノ学会 第13回大会
  • 発表場所: 東北大学片平キャンパス（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2015-05-11 – 2015-05-13
• [学会発表] 自動血漿抽出流路中でのLSPR計測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 金森弘貴, 相原幸治, 山中誠, 安田隆
  • 学会等名: 日本機械学会 第27回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2015-01-09 – 2015-01-10
• [学会発表] 還元基修飾インターカレータによる1本鎖／2本鎖DNA複合体の部位特異的金属被覆 (2014)
  • 著者名/発表者名: 氷室貴大, 佐藤しのぶ, 竹中繁織, 安田隆
  • 学会等名: 電気学会 第31回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • 発表場所: くにびきメッセ（島根県松江市）
  • 年月日: 2014-10-20 – 2014-10-22
• [学会発表] 角度固定型表面プラズモン共鳴センサを用いた生体分子の迅速検出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 金森弘貴, 山中誠, 安田隆
  • 学会等名: 電気学会 第31回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • 発表場所: くにびきメッセ（島根県松江市）
  • 年月日: 2014-10-20 – 2014-10-22
• [学会発表] 血漿抽出流路と局在表面プラズモン共鳴センサを統合した血液検査デバイスの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 金森弘貴, 相原幸治, 山中誠, 安田 隆
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会 第30回研究会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2014-10-02 – 2014-10-03
• [学会発表] 金属被覆DNAナノワイヤのインピーダンス評価とAFM観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 氷室貴大, 荒木遼, 池堂英幸, 佐藤しのぶ, 竹中繁織, 安田隆
  • 学会等名: 平成26年度電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会 バイオ・マイクロシステム研究会
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所（東京都目黒区）
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-28
• [学会発表] 還元基修飾インターカレータを利用した2本鎖DNAの特異的金属被覆 (2014)
  • 著者名/発表者名: 氷室貴大, 荒木遼, 池堂英幸, 佐藤しのぶ, 竹中繁織, 安田隆
  • 学会等名: ナノ学会 第12回大会
  • 発表場所: 京都大学宇治キャンパス（京都府宇治市）
  • 年月日: 2014-05-22 – 2014-05-24
• [学会発表] 2本鎖DNAの特異的な金属被覆によるナノワイヤの形成とその電気的特性の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 荒木遼, 氷室貴大, 池堂英幸, 佐藤しのぶ, 竹中繁織, 安田隆
  • 学会等名: 日本機械学会 第26回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県）
• [学会発表] マイクロ流路中に固定化した金ナノ粒子の局在表面プラズモン共鳴を利用した血中タンパク質の非標識検出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐々木雄平, 金森弘貴, 相原幸治, 山中誠, 安田隆
  • 学会等名: 日本機械学会 第26回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県）
• [学会発表] 小型血液検査デバイスにおける血漿抽出マイクロ流路の設計 (2013)
  • 著者名/発表者名: 相原幸治, 佐々木雄平, 金森弘貴, 山中誠, 安田隆
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会 第28回研究会（28th CHEMINAS）
  • 発表場所: イーグレ姫路（兵庫県）
• [学会発表] 2本鎖DNAへの特異的な金属被覆によるナノワイヤの形成とその電気的特性の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 氷室貴大, 荒木遼, 池堂英幸, 佐藤しのぶ, 竹中繁織, 安田隆
  • 学会等名: 第30回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県）
• [学会発表] 局在表面プラズモン共鳴を用いた血液検査デバイスの高性能化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金森弘貴, 佐々木雄平, 高田郁弥, 山中誠, 安田隆
  • 学会等名: 第30回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県）
• [学会発表] Nanowire Formation Using Specific Metallization of Double-Stranded DNA (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Himuro, Ryo Araki, Hideyuki Ikedo, Shinobu Sato, Shigeori Takenaka, Takashi Yasuda
  • 学会等名: The 17th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (μTAS 2013)
  • 発表場所: Messe Freiburg （ドイツ）
• [学会発表] Development of a Blood Testing Device Based on Localized Surface Plasmon Resonance (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Kanamori, Fumiya Takada, Yuhei Sasaki, Makoto Yamanaka, Takashi Yasuda
  • 学会等名: The 17th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (μTAS 2013)
  • 発表場所: Messe Freiburg （ドイツ）
• [学会発表] バイオMEMS －医療創薬に貢献するデバイス技術－ (2013)
  • 著者名/発表者名: 安田隆
  • 学会等名: 第2回社会ロボット具現化ワークショップ
  • 発表場所: 九州工業大学（福岡県）
• [学会発表] バイオマイクロデバイスの医療への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安田隆
  • 学会等名: 平成25年度大学間連携共同教育推進事業 地域連携による「ものづくり」継承支援人材育成協働プロジェクト 第5回特別講演会
  • 発表場所: 産業医科大学（福岡県）
• [学会発表] Nanowire Formation Using Specific Metallization of Double-Stranded DNA (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Himuro, Ryo Araki, Shinobu Sato, Shigeori Takenaka, Takashi Yasuda
  • 学会等名: IEEE EMBC 2013 (35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society)
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪府）
• [学会発表] Development of a Blood Testing Device Based on Localized Surface Plasmon Resonance (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Kanamori, Fumiya Takada, Yuhei Sasaki, Makoto Yamanaka, Takashi Yasuda
  • 学会等名: IEEE EMBC 2013 (35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society)
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪府）
• [学会発表] 2本鎖DNAへの特異的な金属被覆によるナノワイヤの形成とその電気的特性の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荒木遼, 氷室貴大, 池堂英幸, 佐藤しのぶ, 竹中繁織, 安田隆
  • 学会等名: 第27回化学とマイクロ・ナノシステム研究会（27th CHEMINAS）
  • 発表場所: 東北大学（宮城県）
• [学会発表] 局在表面プラズモン共鳴を用いた血液検査デバイスの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐々木雄平, 高田郁弥, 金森弘貴, 山中誠, 安田隆
  • 学会等名: 第27回化学とマイクロ・ナノシステム研究会（27th CHEMINAS）
  • 発表場所: 東北大学（宮城県）
• [学会発表] ナノチャネル中での単分子DNAの金属被覆によるナノワイヤの形成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 氷室貴大
  • 学会等名: 日本機械学会 第25回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 産業技術総合研究所つくばセンター（茨城県）
• [学会発表] Formation of a Single Metallized DNA Nanowire in a Nanochannel (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Himuro
  • 学会等名: The 16th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (μTAS 2012)
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県）
• [学会発表] ナノチャネル中での単分子DNAの金属被覆によるナノワイヤの形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 氷室貴大
  • 学会等名: 第26回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県）
• [学会発表] Formation of a Single Metallized DNA Nanowire in a Nanochannel (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Himuro
  • 学会等名: The Fifth Japan-Korea Joint Symposium on Bio-microsensing Technology (5th JKBT)
  • 発表場所: 九州工業大学（福岡県）
• [学会発表] 局在表面プラズモン共鳴を用いた血液検査デバイスの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高田郁弥
  • 学会等名: 第29回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • 発表場所: 北九州国際会議場（福岡県）
• [学会発表] 金属被覆DNAナノワイヤの形成とその電気的特性の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 氷室貴大
  • 学会等名: 第25回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
  • 発表場所: 崇城大学（熊本県）
• [学会発表] 金属被覆DNAナノワイヤの形成とその電気的特性の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 氷室貴大
  • 学会等名: 第51回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡県）
• [学会発表] Nanowire Formation Using Metallization of Stretched and Immobilized DNA (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Himuro
  • 学会等名: The Fourth Japan-Korea Joint Symposium on Bio-microsensing Technology (4th JKBT)
  • 発表場所: 九州工業大学(福岡県)
  • 年月日: 2011-10-28
• [学会発表] Nanowire Formation Using Metallization of Extended and Immobilized DNA (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Himuro
  • 学会等名: The 15th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (μTAS 2011)
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 年月日: 2011-10-04
• [学会発表] DNAの伸長固定と金属被覆によるナノワイヤの形成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 氷室貴大
  • 学会等名: 第28回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都)
  • 年月日: 2011-09-26
• [学会発表] 誘電泳動による血球沈降を利用した血漿抽出デバイス (2011)
  • 著者名/発表者名: 高田郁弥
  • 学会等名: 第23回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
  • 発表場所: 千葉大学(千葉県)
  • 年月日: 2011-06-10
• [学会発表] DNAの伸長固定と金属被覆によるナノワイヤの形成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 氷室貴大
  • 学会等名: ナノ学会第9回大会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)
  • 年月日: 2011-06-02