細菌迅速検知チップに関する基礎的研究

• 研究課題/領域番号: 23560394
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 石井 仁 豊橋技術科学大学, テーラーメイド・バトンゾーン教育推進本部, 特任教授 (20506175)
• 連携研究者: 町田 克之 東京工業大学, 総合理工学研究科, 連携教授 (90597676) ; 吉田 眞一 九州大学, 医学研究院, 教授 (60128113)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
• キーワード: 集積化MEMS / 細菌 / レジオネラ / マイクロ流路 / マイクロビーズ / 蛍光 / MEMS / PDMS / 葉酸

研究概要

病原細菌であるレジオネラ・ニューモフィラ（レジオネラと略記）をターゲットとする細菌センサーの開発を行った。その中で、この細菌がMEMSなどの狭い空間で運動を制限されると蛍光を発することを見出した。この性質を用いてレジオネラトラップの検討を行い、マイクロビーズとレジオネラの懸濁液を注入するだけでこれをトラップする樹脂製のマイクロ流路チップを開発し、レジオネラの蛍光を確認した。当初の目的であった培養無しの細菌センサーへの見通しを得た。さらに、このチップを用いてレジオネラの蛍光の時間依存性を発見した。これはもう一つの目的であったエレクトロニクスに創発された細菌行動学の創生にも資するものである。

研究成果

• [雑誌論文] Bio-MEMS Chip for Bacteria Detection -A Challenge of Si Technology to Biomedical Field- (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiromu Ishii, Kazuaki Sawada, Makoto Ishida, Katsuyuki Machida, Ken-Ichiro Iida, Mitsumasa Saito, Shin-ichi Yoshida
  • 雑誌名: ECS Trans. 巻: Vol. 58, No.9 ページ: 125-133
• [学会発表] PDMS-BASED MICROFLUIDIC CHIP FOR DETECTION OF LEGIONELLA PNEUMOPHILA BY MIXING WITH MICROBEAD (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Hayashi, Y. Nishimura, H. Nakazawa, Ishida, K. Sawada, H.Ishii, K.Machida, Ishihara, K. Masu, C. Wang, K. Iida, M. Saito, S. Yoshida
  • 学会等名: The 7th Asia-Pacific Conference on Transducers and Micro/Nano Technologies (APCOT)
  • 発表場所: Daegu, Korea(accepted for presentation)
• [学会発表] Bacterial diagnostic microfluidic chip for detecting Legionella pneumophila (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiromu Ishii, Makoto Ishida, Kazuaki Sawada, Katsuyuki Machida, Kazuya Masu, Ken-ichiro Iida, Mitsumasa Saito, and Shin-ichi Yoshida
  • 学会等名: IEEE INEC2014
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Bacterial diagnostic microfluidic chip for detecting Legionella pneumophila (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiromu Ishii, Makoto Ishida, Kazuaki Sawada, Katsuyuki Machida, Kazuya Masu, Ken-ichiro Iida, Mitsumasa Saito, and Shin-ichi Yoshida
  • 学会等名: The 6th IEEE International Nanoelectronics Conference (INEC 2014), IEEE
  • 発表場所: 北海道大学 札幌
  • 招待講演
• [学会発表] PDMS-BASED MICROFLUIDIC CHIP FOR DETECTION OF LEGIONELLA PNEUMOPHILA BY MIXING WITH MICROBEADS (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Hayashi, Y. Nishimura, H. Nakazawa, M. Ishida, K. Sawada, H. Ishii, K. Machida, N. Ishihara, K. Masu, C. Wang, K. Iida, M. Saito, and S. Yoshida
  • 学会等名: The 7th Asia-Pacific Conference on Transducers and Micro/Nano Technologies (APCOT 2014)
  • 発表場所: Daegu Korea
• [学会発表] Bacterial Diagnostic Chip by the Detection of Fluorescence from Legionella pneumophila in a Microbeads Suspension (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Hayashi, H. Nakazawa, K. Sawada, M. Ishida, H. Ishii, K. Machida, C. Wang, K. Iida, M. Saito, and S. Yoshida
  • 学会等名: 225ｔｈ ECS Meeting, The Electrochemical Sciety
  • 発表場所: Orland USA
  • 招待講演
• [学会発表] ビーズを用いたPDMS製細菌捕獲チップの検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林隆平，中澤寛一，西村祐典，石田誠，澤田和明，石井仁，町田克之，益一哉，飯田健一郎，齋藤光正，吉田眞一
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学 淵野辺
• [学会発表] Bio-MEMS Chip for Bacteria Detection–A Challenge of Si Technology to Biomedical Field- (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiromu Ishii, Makoto Ishida, Kazuaki Sawada, Katsuyuki Machida, Ken-ichiro Iida, Mitsumasa Saito, Shin-ichi Yoshida
  • 学会等名: Abs. E12-2222, The 224th Electrochemical Society Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Bacterial Diagnostic Chip by the Detection of Fluorescence from Legionella pneumophila in a Microbeads Suspension (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Hayashi, H. Nakazawa, K. Sawada, M. Ishida, H. Ishii, K. Machida, C. Wang, K. Iida, M. Saito, S. Yoshida
  • 学会等名: Abs. Q2-1485, The 225th Electrochemical Society Spring Meeting
  • 発表場所: Orland USA
  • 招待講演
• [学会発表] Bio-MEMS Chip for Bacteria Detection -A Challenge of Si Technology to Biomedical Field- (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiromu Ishii, Makoto Ishida, Kazuaki Sawada, Katsuyuki Machida, Ken-ichiro Iida, Mitsumasa Saito, and Shin-ichi Yoshida
  • 学会等名: 224ｔｈ ECS Meeting, The Electrochemical Sciety
  • 発表場所: San Francisco USA
  • 招待講演
• [学会発表] MEMS型細菌チップに捕獲されたレジオネラの 蛍光スペクトルと培養条件 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林隆平, 中澤寛一, 石田誠, 澤田和明, 石井仁, 町田克之, 石原昇, 益一哉, 王上楽, 飯田健一郎, 齋藤光正, 藤井潤, 吉田眞一
  • 学会等名: 第30回センサ・マイクロマシンとその応用システム, 電気学会
  • 発表場所: 仙台国際センター 仙台
• [学会発表] 細菌迅速検出用マイクロチップV ‐培養条件と蛍光特性‐ (2013)
  • 著者名/発表者名: 林隆平，中澤寛一，石田誠，澤田和明，石井仁，町田克之，石原昇，益一哉，王常楽，飯田健一郎，齋藤光正，藤井潤，吉田眞一
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学 京都
• [学会発表] Fabrication of Bio-MEMS Device for on-chip Testing of the Bacteria Behavior (2012)
  • 著者名/発表者名: Youngshik Shin, Kyohei Katsube, Kazuaki Sawada, Makoto Ishida, Hiromu Ishii, Katsuyuki Machida, Kazuya Masu, Ken-ichiro Iida, Mitsumasa Saito, Shin-ichi Yoshida
  • 学会等名: Abstract No. B 5.3, Heterogeneous Integration Challenges of MEMS, Sensor, and CMOS LSI, Symp. B, 2012 MRS Spring Meeting, JSAP-MRS
  • 発表場所: San Francisco, USA
• [学会発表] Bio-MEMES Chip for Trapping Bacteria by Si-pillar Structure and Its Application to Legionella (2012)
  • 著者名/発表者名: Kyohei Katsube, Ryuhei Hayashi, Youngshik Shin, Hirokazu Nakazawa, Makoto Ishida, Kazuaki Sawada, Hiromu Ishii, Katsuyuki Machida, Noboru Ishihara, Kazuya Masu, Yuta Takekawa, Changle Wang, Ken-ichiro Iida, Mitsumasa Saito, Jun Fujii, Shin-ichi Yoshida
  • 学会等名: Abstract No. ac12000224, The 6th Asia-Pacific Conference on Transducers and Micro/Nano Technologies (APCOT)
  • 発表場所: Nanjing, China
• [学会発表] MEMS型細菌捕獲チップの製作とレジオネラを用いた評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 林隆平，勝部恭平，辛永式，中澤寛一，石田誠，澤田和明，石井仁，町田克之，石原昇，益一哉，飯田健一郎，齋藤光正，藤井潤，吉田眞一
  • 学会等名: 第29回センサ・マイクロマシンとその応用システム，電気学会
  • 発表場所: 小倉
• [学会発表] Fabrication of Microfluidic Device for On-chip Observation of Bacterial Behavior (2012)
  • 著者名/発表者名: Youngshik Shin, Kyohei Katsube, Makoto Ishida, Kazuaki Sawada, Hiromu Ishii, Katsuyuki Machida, Kazuya Masu, Ken-ichiro Iida, Mitsumasa Saito, and Shin-ichi Yoshida
  • 学会等名: 第29回センサ・マイクロマシンとその応用システム，電気学会
  • 発表場所: 小倉
• [学会発表] Fabrication of Bio-MEMS Device for on-chip Testing of the Bacteria Behavior (2012)
  • 著者名/発表者名: Youngshik Shin, Kyohei Katsube, Kazuaki Sawada, Makoto Ishida, Hiromu Ishii, Katsuyuki Machida, Kazuya Masu, Ken-ichiro Iida, Mitsumasa Saito, and Shin-ichi Yoshida
  • 学会等名: 2012 MRS Spring Meeting, JSAP-MRS
  • 発表場所: San Francisco, USA
• [学会発表] Bio-MEMES Chip for Trapping Bacteria by Si-pillar Structure and Its Application to Legionella (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Katsube, R. Hayashi, Y. Shin, H. Nakazawa, M. Ishida, K. Sawada, H. Ishii, K. Machida, N. Ishihara, K. Masu, Y. Takekawa, C. Wang, K. Iida, M. Saito, J. Fujii, S. Yoshida
  • 学会等名: The 6th Asia-Pacific Conference on Transducers and Micro/Nano Technologies (APCOT), IEEE
  • 発表場所: 南京、中国
• [学会発表] 細菌迅速検出用マイクロチップIII ‐細菌の捕獲状態と蛍光強度‐ (2012)
  • 著者名/発表者名: 勝部 恭平，林 隆平，辛 永式，中澤 寛一，石田 誠，澤田 和明，石井 仁， 町田 克之，石原 昇，益 一哉，飯田 健一郎，齋藤 光正，藤井 潤，吉田 眞一
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
• [学会発表] 細菌迅速検出用マイクロチップ IV ‐蛍光色素を用いた細菌検出条件の検討‐ (2012)
  • 著者名/発表者名: 林 隆平，勝部恭平，中澤寛一，石田 誠，澤田和明，石井 仁，町田克之，石原 昇，益 一哉，飯田健一郎，齋藤光正，藤井 潤，吉田眞一
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
• [学会発表] Fabrication of microfluidic device for the bacteria observation (2012)
  • 著者名/発表者名: Youngshik Shin，Kyohei Katsube，Makoto Ishida，Kazuaki Sawada，Hiromu Ishii，Katsuyuki Machida，Noboru Ishihara，Kazuya Masu，Ken-ichiro Iida，Mistumasa Saito，Jun Fujii，Shin-ichi Yoshida
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
• [学会発表] 細菌迅速検出用マイクロチップII ‐蛍光強度の細菌濃度依存性‐ (2011)
  • 著者名/発表者名: 勝部 恭平，辛 永式，石田 誠，澤田 和明，石井 仁， 町田 克之，石原 昇，益 一哉， 飯田 健一郎，齋藤 光正，藤井 潤，吉田 眞一
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学
• [備考]
  • URL: http://www.vbl.tut.ac.jp/top/houkoku/201106_report.pdf
• [産業財産権] 細菌検知方法, 細菌検査用デバイスおよび細菌検査装置 (2014)
  • 発明者名: 中沢寛一, 石井仁, 林隆平, 澤田和明, 吉田眞一, 齋藤光正
  • 権利者名: 国立大学法人 豊橋技術科学大学 国立大学法人 九州大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-026939
  • 出願年月日: 2014-02-14
  • 外国
• [産業財産権] 細菌検知方法，細菌検査用デバイスおよび細菌検査装置 (2014)
  • 発明者名: 中澤寛一，石井仁，林隆平，澤田和明，吉田眞一，齋藤光正
  • 権利者名: 豊橋技術科学大学，九州大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-026939
  • 出願年月日: 2014-02-14