抗原応答性ハイドロゲルに基づく匂いセンサの高感度化とその応用

• 研究課題/領域番号: 23686062
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 計測工学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 小野寺 武 九州大学, 味覚・嗅覚センサ研究開発センター, 准教授 (50336062)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 22,620千円 (直接経費: 17,400千円、間接経費: 5,220千円); 2013年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2012年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円); 2011年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
• キーワード: センシングデバイス / バイオセンサ / ハイドロゲル / 抗原抗体反応 / 匂いセンサ / 表面開始原子移動ラジカル重合 / 表面プラズモン共鳴 / ポリマー / 計測工学 / センサ

研究概要

表面プラズモン共鳴（SPR）センサと抗原応答性ハイドロゲルを用いた匂いセンサ実現に向けて，親水性ポリマーを固定化したSPRセンサ表面の作製方法を確立した．爆薬であるトリニトロトルエン(TNT)やRDX，催涙剤の成分であるカプサイシノイドの検出を行った．TNTに対しては，表面開始原子移動ラジカル重合によりポリマー層を構築したセンサ表面を用いて，間接競合法により，検出限界5.7 pptとなった．置換法では，0.4 ppbが得られた．RDXとカプサイシンについては，オリゴエチレングリコールを有する自己組織化単分子膜を用いたセンサ表面で，それぞれ40 ppt，150 ppbが得られた．

研究成果

• [雑誌論文] Fabrication of surface plasmon resonance sensor surface with control of the nonspecific adsorption and affinity for the detection of 2,4,6-trinitrotoluene using an antifouling copolymer (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Yatabe, T. Onodera, K. Toko
  • 雑誌名: Fabrication of surface plasmon resonance sensor surface with control of the nonspecific adsorption and affinity for the detection of 2,4,6-trinitrotoluene using an antifouling copolymer 巻: 10Volume 2, Article 10 ページ: 1-7
  • DOI: 10.3389/fbioe.2014.00010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sensitive Detection of Capsaicinoids Using a Surface Plasmon Resonance Sensor with Anti-Homovanillic Acid Polyclonal Antibodies (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Nakamura, R. Yatabe, T. Onodera, K. Toko
  • 雑誌名: Biosensors 巻: Vol.13, No.11 号: 11 ページ: 4452-4458
  • DOI: 10.1109/jsen.2013.2269697
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and Characteristics of Rat Anti-1,3,5-Trinitroperhydro-1,3,5-T riazine (RDX) Monoclonal Antibody and Detection of RDX Using Surface Plasmon Resonance Immunosensor (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, R. Yatabe, K. Nagatomo, T. Onodera, Kiyoshi Matsumoto and Kiyoshi Toko
  • 雑誌名: IEEE Sensors Journal 巻: Vol.13, No.11 ページ: 4452-4458
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of an SPR Sensor Surface with Antifouling Properties Using Surface Initiated Atom Transfer Polymerization for Highly Sensitive Detection of 2,4,6-Trinitrotoluene (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Yatabe, T. Onodera, Kiyoshi Toko
  • 雑誌名: Sensors 巻: 13 号: 7 ページ: 9294-9304
  • DOI: 10.3390/s130709294
• [雑誌論文] Highly Sensitive Detection of 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) Using Poly(vinylamine-co-N-vinylformamide ) Based Surface Plasmon Resonance (SPR) Immunosensor (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Yatabe, T. Onodera, K. Toko
  • 雑誌名: Sensors and Materials 巻: Vol.25, No.1 ページ: 45-56
  • NAID: 120005311739
• [雑誌論文] Sensitive Detection of Capsaicinoids Using a Surface Plasmon Resonance Sensor with Anti-Homovanillic Acid Polyclonal Antibodies", Biosensors (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Nakamura, R. Yatabe, T. Onodera, K. Toko
  • 雑誌名: Biosensors 巻: 3 号: 4 ページ: 374-384
  • DOI: 10.3390/bios3040374
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Sensitive Detection of 2,4,6-Trinitrotoluene (TNT) Using Poly(Vinylamine-co-N-Vinylformamide) Based Surface Plasmon Resonance (SPR) Immunosensor (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Yatabe, T. Onodera, K. Toko
  • 雑誌名: Sensors and Materials 巻: 25 ページ: 45-56
  • NAID: 120005311739
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface Plasmon Resonance Biosensor Surfaces for Detection of Viral Pathogens (2012)
  • 著者名/発表者名: P. Singh, T. Onodera, K. Toko
  • 雑誌名: Proceedings of International Conference on Innovation in Electronics and Communication Engineering (ICIECE-2012) 巻: 2012 ページ: 8-13
• [雑誌論文] ポリビニルアミンを用いたSPR 免疫センサによるTNT高感度検出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢田部 塁，小野寺武，都甲潔
  • 雑誌名: 電気学会研究会資料 ケミカルセンサ研究会 巻: CHS-12-14 ページ: 69-74
  • NAID: 10030776453
• [学会発表] ポリビニルアミンを用いたSPRセンサ表面の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石井良典,矢田部塁,小野寺武,都甲潔
  • 学会等名: 平成26年電気学会全国大会(3/18-3/20
  • 発表場所: 愛媛大学(口頭発表)
  • 年月日: 2014-03-19
• [学会発表] 表面プラズモン増強蛍光分光測定装置に用いるセンサ表面の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤智,田中秀平,矢田部塁,小野寺武,都甲潔
  • 学会等名: 平成26年電気学会全国大会(3/18-3/20
  • 発表場所: 愛媛大学(3-089,第3分冊,p.215)(口頭発表)
  • 年月日: 2014-03-19
• [学会発表] SI-ATRPを用いたSPRセンサチップにおける非特異吸着の抑制 (2013)
  • 著者名/発表者名: 矢田部塁,小野寺武,都甲潔
  • 学会等名: 応用物理学会九州支部学術講演会講演予稿集
  • 発表場所: 長崎大学(Vol.39,30Cp-9,p.81)(口頭発表)
  • 年月日: 2013-11-30
• [学会発表] Development of novel surface matrices for detection of peste des petits ruminant (PPR) virus over surface plasmon resonance biosensor (2013)
  • 著者名/発表者名: P. Singh, T. Onodera, R.P. Singh, S. Kumar, K.K. Rajak, V.P. Singh
  • 学会等名: 3rd International Conference on Bio-Sensing Technology
  • 発表場所: Meliá Sitges,スペイン(ポスター発表)
  • 年月日: 2013-05-13
• [学会発表] 表面開始原子移動ラジカル重合を用いたSPR免疫センサによるTNTの高感度検出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 矢田部塁,小野寺武,都甲潔
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季術講演会講演予稿集
  • 発表場所: 神奈川工科大学(29aG17-1,p.12-185)(口頭発表)
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] Development of SPR biosensors for viral pathogens (2013)
  • 著者名/発表者名: P. Singh, R. P. Singh, K. K. Rajak, T. Onodera, V. P. Singh, S. Kumar
  • 学会等名: National Symposium on Frontier of Biophysics, Biotechnology and Bioinformatics (37th Annual Meeting of Indian Biophysical Society (IBS), Jan 13-16, 2013)
  • 発表場所: University of Munbai,インド(ポスター発表)( PP-120, p.178)
  • 年月日: 2013-01-15
• [学会発表] Development of Surface Plasmon Resonance Biosensor for Antibiotic (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Onodera, P. Singh, R. Yatabe, K. Umino, K. Toko
  • 学会等名: Proceedings of the 2013 International Symposium on Information Science and Electrical Engineering
  • 発表場所: 九州大学(口頭発表およびポスター発表) p.44 ()
  • 年月日: 2013-01-11
• [学会発表] Fabrication of the SPR sensor chip by Surface Initiated-Atom Transfer Radical Polymerization (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Yatabe, T. Onodera, K. Toko
  • 学会等名: Proceedings of the 2013 International Symposium on Information Science and Electrical Engineering
  • 発表場所: 九州大学(ポスター発表)(p.49)
  • 年月日: 2013-01-11
• [学会発表] 表面開始原子移動ラジカル重合を用いたSPRセンサチップの作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢田部塁,小野寺武,都甲潔
  • 学会等名: 応用物理学会九州支部学術講演会講演予稿集
  • 年月日: 2012-12-02
• [学会発表] 表面プラズモン共鳴(SPR)免疫センサを用いたカプサイシンの高感度検出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村真悟,矢田部塁,田中祐輔,小野寺武,都甲潔
  • 学会等名: 応用物理学会九州支部学術講演会講演予稿集
  • 発表場所: 佐賀大学(口頭発表)(Vol.38,2Ea-12,p.171)
  • 年月日: 2012-12-02
• [学会発表] Development of SPR-optical Biosensors for Detection of PPR Virus-", Recent Topics in Plant, Medical and Animal Virology (2012)
  • 著者名/発表者名: P. Singh, R. P. Singh, S. Kumar, T. Onodera, V. P. Singh and K. K. Rajak
  • 学会等名: VIROCON-2012 (XXI National Conference on Immunobiology and Management of Viral Diseases in 21st Century)
  • 発表場所: Mukteswar,インド(口頭発表)(pp.135-136)
  • 年月日: 2012-11-09
• [学会発表] Development of SPR-optical Biosensors for Detection of PPR Virus-", Recent Topics in Plant, Medical and Animal Virology (2012)
  • 著者名/発表者名: P. Singh, R. P. Singh, S. Kumar, T. Onodera, V. P. Singh and K. K. Rajak
  • 学会等名: VIROCON-2012 (XXI National Conference on Immunobiology and Management of Viral Diseases in 21st Century)
  • 発表場所: Mukteswar,インド(口頭発表)(p.137)
  • 年月日: 2012-11-09
• [学会発表] RDX高感度検出のための表面プラズモン共鳴免疫センサ (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中祐輔,矢田部塁,中村真悟,小野寺武,都甲潔
  • 学会等名: 平成24年度電気関係学会九州支部連合大会(第65回連合大会)講演論文集
  • 発表場所: 長崎大学(口頭発表)07-(1A-05)
  • 年月日: 2012-09-24
• [学会発表] Surface Plasmon Resonance Biosensor Surfaces for Detection of Viral Pathogens (2012)
  • 著者名/発表者名: P. Singh, T. Onodera and K. Toko
  • 学会等名: Proceedings of International Conference on Innovation in Electronics and Communication Engineering (ICIECE-2012)
  • 発表場所: GURU NANAK INSTITUTE OF TECHNOLOGY, Hyderabad,インド(口頭発表)(pp.8-13)
  • 年月日: 2012-07-20
• [学会発表] ポリビニルアミンを用いたSPR免疫センサによるTNT高感度検出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢田部塁,小野寺武,都甲潔
  • 学会等名: 電気学会研究会資料センサ・マイクロマシン部門総合研究会(ケミカルセンサ研究会2012. 6.11-12)
  • 発表場所: 京都大学(口頭発表)(CHS-12-14,pp.69-74)
  • 年月日: 2012-06-12
• [学会発表] ポリビニルアミンを用いたSPRセンサチップの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢田部塁,小野寺武,都甲潔
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会講演予稿集
  • 発表場所: 早稲田大学(口頭発表)(6p-F8-16,p.12-198)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] ポリビニルアミンを用いたSPRセンサチップの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢田部塁, 小野寺武, 都甲潔
  • 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(東京)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Sensitive Detection of Low-Molecular-Weight Substances Using SPR Immunosensor (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Onodera, R. Yatabe, Y. Tanaka, S. Nakamura and K. Toko
  • 学会等名: Proceedings of China-Japan Joint Symposium on Sensing Technology
  • 発表場所: Southeast University,中国(口頭発表)(p.1)
• [学会発表] SI-ATRPを用いたSPRセンサチップにおける非特異吸着の抑制
  • 著者名/発表者名: 矢田部塁,小野寺武，都甲潔
  • 学会等名: 応用物理学会九州支部学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
• [学会発表] 表面プラズモン増強蛍光分光測定装置に用いるセンサ表面の開発
  • 著者名/発表者名: 伊藤 智，田中秀平，矢田部 塁，小野寺 武，都甲 潔
  • 学会等名: 応用物理学会九州支部学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] ポリビニルアミンを用いたSPRセンサ表面の開発
  • 著者名/発表者名: 石井良典，矢田部 塁，小野寺 武，都甲 潔
  • 学会等名: 平成26 年電気学会全国大会
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] Development of novel surface matrices for detection of peste des petits ruminant (PPR) virus over surface plasmon resonance biosensor
  • 著者名/発表者名: P. Singh, T. Onodera, R.P. Singh, S. Kumar, K.K. Rajak, V.P. Singh
  • 学会等名: 3rd International Conference on Bio-Sensing Technology
  • 発表場所: Melia Sitges, Sitges, Spain
• [学会発表] Development of surface plasmon resonance sensor chip using poly-vinylamine
  • 著者名/発表者名: R. Ishii, R. Yatabe, T. Onodera, K. Toko
  • 学会等名: The 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
  • 発表場所: 福岡大学
• [学会発表] Sensitive Detection of Low-Molecular-Weight Substances Using SPR Immunosensor
  • 著者名/発表者名: T. Onodera, R. Yatabe, Y. Tanaka, S. Nakamura, K. Toko
  • 学会等名: China-Japan Joint Symposium on Sensing Technology
  • 発表場所: Southeast University（南京，中国）
• [学会発表] Surface Plasmon Resonance Biosensor Surfaces for Detection of Viral Pathogens
  • 著者名/発表者名: P. Singh, T. Onodera, K. Toko
  • 学会等名: International Conference on Innovation in Electronics and Communication Engineering (ICIECE-2012)
  • 発表場所: Guru Nanak Institute of Technology（ハイデラバード, インド）
• [学会発表] Environmental Sensing System
  • 著者名/発表者名: T. Onodera
  • 学会等名: Environment Technology Workshop 2012, National Environment Agency, Singapore (NEA) and Japan Science and Technology Agency(JST)
  • 発表場所: Orchard Parade Hotel（シンガポール）
  • 招待講演
• [学会発表] RDX高感度検出のための表面プラズモン共鳴免疫センサ
  • 著者名/発表者名: 田中祐輔，矢田部 塁，中村真悟，小野寺武，都甲 潔
  • 学会等名: 平成24年度 電気関係学会九州支部連合大会（第65回連合大会）
  • 発表場所: 長崎大学
• [学会発表] Development of SPR-Optical Biosensors for Detection of PPR Virus
  • 著者名/発表者名: P. Singh, R. P. Singh, S. Kumar, T. Onodera, V. P. Singh, K. K. Rajak
  • 学会等名: VIROCON-2012 (XXI National Conference on Immunobiology and Management of Viral Diseases in 21st Century
  • 発表場所: Indian Veterinary Research Institute（Mukteswar，インド）
  • 招待講演
• [学会発表] Development of Portable Surface Plasmon Resonance (SPR) Biosensor System for Security and Safety
  • 著者名/発表者名: T. Onodera
  • 学会等名: VIROCON-2012 (XXI National Conference on Immunobiology and Management of Viral Diseases in 21st Century
  • 発表場所: Indian Veterinary Research Institute（Mukteswar，インド）
  • 招待講演
• [学会発表] 表面開始原子移動ラジカル重合を用いたＳＰＲセンサチップの作製
  • 著者名/発表者名: 矢田部 塁，小野寺武，都甲潔
  • 学会等名: 2012年（平成24 年度）応用物理学会九州支部学術講演会
  • 発表場所: 佐賀大学
• [学会発表] 表面プラズモン共鳴（SPR）免疫センサを用いた カプサイシンの高感度検出
  • 著者名/発表者名: 中村真悟, 矢田部塁, 田中祐輔, 小野寺武, 都甲潔
  • 学会等名: 2012年（平成24 年度）応用物理学会九州支部学術講演会
  • 発表場所: 佐賀大学
• [学会発表] Development of Surface Plasmon Resonance Biosensor for Antibiotic
  • 著者名/発表者名: T. Onodera, P. Singh, R. Yatabe, K. Umino, K. Toko
  • 学会等名: The 2013 International Symposium on Information Science and Electrical Engineering
  • 発表場所: 九州大学
• [学会発表] Fabrication of the SPR Sensor Chip by Surface Initiated-Atom Transfer Radical Polymerization
  • 著者名/発表者名: R. Yatabe, T. Onodera, K. Toko
  • 学会等名: The 2013 International Symposium on Information Science and Electrical Engineering
  • 発表場所: 九州大学
• [学会発表] Development of SPR Biosensors for Viral Pathogens
  • 著者名/発表者名: P. Singh, R. P. Singh, K. K. Rajak, T. Onodera, V. P. Singh, S. Kumar
  • 学会等名: National Symposium on Frontier of Biophysics, Biotechnology and Bioinformatics (37th Annual Meeting of Indian Biophysical Society (IBS)
  • 発表場所: University of Munbai（インド）
• [学会発表] 表面開始原子移動ラジカル重合を用いたＳＰＲ免疫センサによるＴＮＴの高感度検出
  • 著者名/発表者名: 矢田部 塁，小野寺武，都甲潔
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
• [学会発表] Development of Novel Surface Matrices for Detection of Peste Des Petits Ruminant (PPR) Virus over Surface Plasmon Resonance Biosensor
  • 著者名/発表者名: P. Singh, T. Onodera, R.P. Singh, S. Kumar, K.K. Rajak, V.P. Singh
  • 学会等名: 3rd International Conference on Bio-Sensing Technology
  • 発表場所: Sitges, スペイン
• [図書] Electronic Dog Nose Using Surface Plasmon Resonance Method, Biochemical Sensors : Mimicking Olfactory and Gustatory Senses (Editor : K. Toko), Chapter 15 (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Onodera
  • 出版者: Pan Stanford Publishing, Singapore
• [図書] Nano-Biosensors for Mimicking Gustatory and Olfactory Senses", in Bio-Nanotechnology : A Revolution in Food, Biomedical and Health Sciences (Editors : Debasis Bagchi, Manashi Bagchi, Hiroyoshi Moriyama and Fereidoon Shahidi), Chapter 15 (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Toko, T. Onodera and Y. Tahara
  • 出版者: Wiley-Blackwell, Oxford
• [図書] "Electronic Dog Nose Using Surface Plasmon Resonance Method", Biochemical Sensors: Mimicking Olfactory and Gustatory Senses (Editor: K. Toko), Chapter 15 (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Onodera
  • 総ページ数: 24
  • 出版者: Pan Stanford Publishing
• [図書] イチバンやさしい理工系『「センサ」のキホン』 (2012)
  • 著者名/発表者名: 都甲潔,小野寺武,南戸秀仁,高野則之
  • 出版者: ソフトバンククリエイティブ
• [図書] イチバンやさしい理工系『「センサ」のキホン』 (2012)
  • 著者名/発表者名: 都甲 潔，小野寺 武，南戸秀仁，高野則之
  • 総ページ数: 214
  • 出版者: ソフトバンククリエイティブ
• [備考]
  • URL: http://www.rdctos.kyushu-u.ac.jp
• [備考]
  • URL: http://ultrabio.ed.kyushu-u.ac.jp/
• [備考] 第16回(2012年)応用物理学会九州支部発表奨励賞 受賞.矢田部 塁 "表面開始原子移動ラジカル重合を用いたSPR センサチップの作製"(共著:小野寺 武, 都甲 潔)
• [備考] http://catalog.lib.kyushu-u.ac.jp/recordID/27081