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バイオマーカー検出のための超高感度ナノレーザセンサ

研究課題

研究課題/領域番号 24246020
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関横浜国立大学

研究代表者

馬場 俊彦  横浜国立大学, 工学研究科, 教授 (50202271)

研究分担者 西島 喜明  横浜国立大学, 工学研究院, 助教 (60581452)
研究期間 (年度) 2012
研究課題ステータス 中途終了 (2012年度)
配分額 *注記
19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)
2012年度: 19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)
キーワードバイオセンサ / フォトニック結晶 / ナノレーザ / ラベルフリー / バイオマーカ
研究概要

これまで研究ではナノスロット付きGaInAsPフォトニック結晶ナノレーザに関して,単純にタンパク質に対する超高感度を示してきたが,本研究では最初に不純物濃度が極めて高い試料における目標タンパク質の選択的な検出を調査した.これは実際に高濃度の不純物が含まれる血液に対して特別な前処理なしにバイオマーカを検出できるかどうかを判断する重要な実験である.タンパク質には抗原抗体反応モデルとなるビオチン-ストレプトアビジン,不純物にはBSAを用い,様々な不純物濃度での検出を試みた.その結果,ストレプトアビジン自体は100zMという極低濃度が検出され,それが1μMというの高濃度BSA中でも判別可能なことが確認された.これ以上のBSA濃度になると,BSAの非特異吸着の影響と思われる背景信号の上昇により,ストレプトアビジンによる吸着は確認できなくなった.つまりこれらがそれぞれ検出限界と不純物許容限界となるが,限界濃度の目標タンパク質に帯する選択比は10兆と評価された.血中には約1nMの不純物(主にBSAと同様のアルブミン系)が含まれ,低濃度バイオマーカの濃度は一般に1pM程度である.今回の実験で使用したビオチン-ストレプトアビジンは親和定数が高いため検出が容易であり,多くのバイオマーカはこれより2桁程度親和定数が低い.しかし試料を1000倍に希釈して不純物を1μMに低下させても1fMのバイオマーカを検出すればよく,それは親和定数の低下を考慮しても十分に可能なことが示された.

報告書

(1件)
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2012 その他

すべて 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] Photonic crystal nanoslot nanolaser for ultra-high sensitivity and selectivity protein sensing2012

    • 著者名/発表者名
      S. Kita, S. Hachuda, S. Otsuka, N. Okamura, T. Isono, T. Baba
    • 学会等名
      IEEE International Semiconductor Laser Conference
    • 発表場所
      サンディエゴ(米国)(招待講演)
    • 年月日
      2012-10-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.baba-lab.ynu.ac.jp/paperj.htm

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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