光アドレス電位差センサを用いたマルチバイオセンサの実用化研究

• 研究課題/領域番号: 24500519
• 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: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 黒岩 繁樹 早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, 主任研究員 (90313212)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: バイオイメージング / 分子間相互作用 / バイオセンサ

研究成果の概要

光アドレス電位差センサ（LAPS）は、界面に吸着した分子に由来する表面電位の変化を、光電流量の変化として検出する方法である。本研究は、分子間相互作用イメージング装置、およびセンサ面の境界のないマルチバイオセンサとしてLAPSの応用範囲を医学診断用へ広げることを目的とする。タンパク質のパターンなどを再現性良くセンサ素子上に転写する方法を確立して、LAPSの有用性の実証を目指した。最も重要なセンサの界面修飾技術に関しては、化学修飾および界面活性剤を用いて標的分子の電荷を増強して信号を増強する手法を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Signal amplification in electrochemical detection of buckwheat allergenic protein using field effect transistor biosensor by introduction of anionic surfactant (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Hideshima, K. Fujita, Y. Harada, M. Tsuna, Y. Seto, S. Sekiguchi, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, T. Osaka
  • 雑誌名: Sensing and Bio-Sensing Research 巻: 7 ページ: 90-94
  • DOI: 10.1016/j.sbsr.2016.01.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conversion of protein net charge via chemical modification for highly sensitive prion detection using field effect transistor (FET) biosensor (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Wustoni, S. Hideshima, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, Y. Mori, T. Osaka
  • 雑誌名: Sensors and Actuators B: Chemical 巻: 230 ページ: 374-379
  • DOI: 10.1016/j.snb.2016.02.078
  • 査読あり
• [雑誌論文] Label-free detection of Cu (II) in a human serum sample by prion protein-immobilized FET sensor (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Wustoni, S. Hideshima, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, Y. Mori, T. Osaka
  • 雑誌名: Analyst 巻: 140 号: 19 ページ: 6485-6488
  • DOI: 10.1039/c5an01115a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Label-Free Detection of Tumor Markers Using Field Effect Transistor (FET)-Based Biosensors for Lung Cancer Diagnosis (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Cheng, S. Hideshima, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, T. Osaka
  • 雑誌名: Sensors and Actuators B 巻: 212 ページ: 329-334
  • DOI: 10.1016/j.snb.2015.02.038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sensitive electrical detection of human prion proteins using field effect transistor biosensor with dual-ligand binding amplification (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Wustoni, S. Hideshima, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, M. Hashimoto, Y. Mori, T. Osaka
  • 雑誌名: Biosensors and Bioelectronics 巻: 67 ページ: 256-262
  • DOI: 10.1016/j.bios.2014.08.028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monitoring Amyloid Sup35NM Growth with Label-Free Electrical Detection Using Field Effect Transistor Biosensor (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Hideshima, S. Wustoni, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, A. K-Takeike, T. Osaka
  • 雑誌名: ChemElectroChem 巻: 1 号: 1 ページ: 51-54
  • DOI: 10.1002/celc.201300151
  • 査読あり
• [雑誌論文] A label-free electrical assay of fibrous amyloid β based on semiconductor biosensing (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Hideshima, M. Kobayashi, T. Wada, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, N. Sawamura, T. Asahi, T. Osaka
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 50 号: 26 ページ: 3476-3479
  • DOI: 10.1039/c3cc49460h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Field effect transistor biosensor using antigen binding fragment for detecting tumor marker in human serum (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Cheng, K. Hotani, S. Hideshima, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, M. Hashimoto, Y. Mori, T. Osaka
  • 雑誌名: Materials 巻: 7 号: 4 ページ: 2490-2500
  • DOI: 10.3390/ma7042490
  • 査読あり
• [雑誌論文] Attomolar-level Detection of Influenza A Virus Hemagglutinin Human H1 and Avian H5 Using Glycan-blotted Field Effect Transistor Biosensor (2013)
  • 著者名/発表者名: Sho Hideshima, Hiroshi Hinou, Daisuke Ebihara, Ryosuke Sato, Shigeki Kuroiwa, Takuya Nakanishi, Shin-Ichiro Nishimura, Tetsuya Osaka
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 85 号: 12 ページ: 5641-5644
  • DOI: 10.1021/ac401085c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of the size of Receptor in Allergy Detection Using Field Effect Transistor Biosensor (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Hideshima, S. Kuroiwa, M. Kimura, S. Cheng, T. Osaka
  • 雑誌名: Electrochimica Acta 巻: 110 ページ: 146-151
  • DOI: 10.1016/j.electacta.2013.07.113
  • 査読あり
• [学会発表] 電界効果トランジスタを用いたタンパク質検出に界面活性剤処理が及ぼす影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 齊藤真衣, 藤田圭祐, 秀島翔, 原田義孝, 綱美香, 黒岩繁樹, 中西卓也, 逢坂哲彌
  • 学会等名: 電気化学会第83回大会
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス
  • 年月日: 2016-03-29
• [学会発表] 電界効果トランジスタ（FET）センサを用いたソバ16kDアレルゲンタンパク質 の非標識高感度検出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 原田義孝, 綱美香, 藤田圭祐, 秀島翔, 黒岩繁樹, 中西卓也, 逢坂哲彌
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] Simple and label-free detection of prion protein using FET biosensor (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Wustoni, S. Hideshima, S. kuroiwa, T. Nakanishi, T. Osaka
  • 学会等名: 3rd DGIST-WASEDA Workshop on electrochemistry
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2015-12-10
  • 国際学会
• [学会発表] Amplification strategy of FET biosensor signal for sensitive detection of prion proteins (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Wustoni, S. Wustoni, S. Hideshima, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, T. Osaka
  • 学会等名: 228th Meeting of The Electrochemical Society (ECS)
  • 発表場所: Arizona, USA
  • 年月日: 2015-10-11
  • 国際学会
• [学会発表] Discrimination between Subtypes of Hemagglutinin Dissociated from Influenza Virus Using Glycan-Modified Field Effect Transistor (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Nambuya, T. Maekawa, S. Hideshima, H. Hinou, S. Nishimura, Y. Sakoda, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, T. Osaka
  • 学会等名: Conference for BioSignal and Medicine2015 (CBSM2015)
  • 発表場所: 福島
  • 年月日: 2015-07-01
  • 国際学会
• [学会発表] A simple label-free detection of food allergenic proteins by filed effect transistor (FET) biosensor (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Fujita, S. Hideshima, Y. Harada, M. Tsuna, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, T. Osaka
  • 学会等名: Conference for BioSignal and Medicine2015 (CBSM2015)
  • 発表場所: 福島
  • 年月日: 2015-07-01
  • 国際学会
• [学会発表] 糖鎖固定化電界効果トランジスタによるインフルエンザウイルスから分離したヘマグルチニンの検出 (2015)
  • 著者名/発表者名: 南部谷俊介、前川達洋、秀島翔、比能洋、西村紳一郎、迫田義博、黒岩繁樹、中西卓也、逢坂哲彌
  • 学会等名: 電気化学会第82回大会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2015-03-15 – 2015-03-17
• [学会発表] 糖鎖固定化電界効果トランジスタによるインフルエンザウイルスヘマグルチニン亜型の識別 (2014)
  • 著者名/発表者名: 南部谷俊介、秀島翔、黒岩繁樹、中西卓也、逢坂哲彌
  • 学会等名: 第1回ZAIKENフェスタ
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-12-12
• [学会発表] 電界効果型トランジスタ型のバイオセンシングにおける分子サイズとクラスター効果の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒岩繁樹、秀島翔、中西卓也、逢坂哲彌
  • 学会等名: 革新的イノベーション創出プログラム （COI-STREAM） 第２回拠点内研究交流会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-12-03
• [学会発表] Development of field effect transistor (FET) biosensor for detection of amyloid prion protein (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Wustoni, S. Hideshima, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, Y. Mori, T. Osaka
  • 学会等名: Conference for BioSignal and Medicine 第13回大会（CBSM 2014）
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2014-11-22 – 2014-11-23
• [学会発表] Label-Free Detection of Proteins Using Field Effect Transistor (FET) Biosensors for Diagnosis of Cancer and Allergy (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Cheng, K. Hotani, S. Hideshima, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, T. Osaka
  • 学会等名: Conference for BioSignal and Medicine 第13回大会（CBSM 2014）
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2014-11-22 – 2014-11-23
• [学会発表] "Biofunctionalization of the surface of FET sensors with small receptors to improve their sensitivity" (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Hideshima, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, T. Osaka
  • 学会等名: 10th International Symposium on Electrochemical Micro & Nanosystem Technology (EMNT2014)
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-08
• [学会発表] Toward Industrialization on Semiconductor-Based Biosensors in Health and Medical Fields (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Hideshima, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, M. Hashimoto, Y. Mori, T. Osaka
  • 学会等名: 2014 ECS & SMEQ Joint International Meeting
  • 発表場所: Cancun, Mexico
  • 年月日: 2014-10-05 – 2014-10-09
• [学会発表] Effect of Metal Ion Addition on The Sensitivity of Prion Detection Using Field Effect Transistor Biosensor (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Wustoni, S. Hideshima, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, T. Osaka
  • 学会等名: 65th International Society of Electrochemistry (ISE)
  • 発表場所: Lausanne, Switzerland
  • 年月日: 2014-08-31 – 2014-09-05
• [学会発表] Detection of human prion protein using thiamine-immobilized field effect transistor biosensor (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Wustoni, S. Hideshima, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, T. Osaka
  • 学会等名: Biosensors 2014
  • 発表場所: Melborne, Australia
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-30
• [学会発表] Effect of the Receptor Size on the Sensitivity of Field Effect Transistor Biosensor for Label-Free Detection of Cancer Biomarker (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Cheng, K. Hotani, S. Hideshima, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, Y. Mori, T. Osaka
  • 学会等名: 225th Meeting of The Electrochemical Society (ECS)
  • 発表場所: Orlando, FL, USA
  • 年月日: 2014-05-11 – 2014-05-15
• [学会発表] アレルギー抗原タンパク質固定化電界効果トランジスタセンサによるIgE検出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒岩繁樹, 逢坂哲彌
  • 学会等名: Conference for BioSignal and Medicine 第12回大会（CBSM 2013）
  • 発表場所: 山梨
• [学会発表] 糖鎖固定化電界効果トランジスタを用いたインフルエンザウイルスヘマグルチニンの検出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 海老原大介, 秀島翔, 比能洋, 黒岩繁樹, 中西卓也, 西村紳一郎, 逢坂哲彌
  • 学会等名: Conference for BioSignal and Medicine 第12回大会（CBSM 2013）
  • 発表場所: 山梨
• [学会発表] Immobilization of Congo Red on Gate Surface of FET Biosensor for Detection of Amyloid Sup35NM (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Wustoni, S. Hideshima, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, A. Koike-Takeshita, T. Osaka
  • 学会等名: Conference for BioSignal and Medicine 第12回大会（CBSM 2013）
  • 発表場所: 山梨
• [学会発表] Size Effect in Immunoreations Using Field Effect Transistor Biosensor (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Kuroiwa, T. Osaka
  • 学会等名: DGIST-WASEDA Workshop on Electrochemistry
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] Response of Field Effect Transistor Biosensor to Amyloid Beta (1-42) Depending on Its Growth (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Hideshima, M. Kobayashi, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, N. Sawamura, T. Asahi, T. Osaka
  • 学会等名: 64th International Society of Electrochemistry (ISE)
  • 発表場所: Santiago de Queretaro, Mexico
• [産業財産権] 銀/塩化銀電極の製造方法 (2015)
  • 発明者名: 逢坂哲彌，黒岩繁樹，秀島翔，大橋啓之
  • 権利者名: 逢坂哲彌，黒岩繁樹，秀島翔，大橋啓之
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-251893
  • 出願年月日: 2015-12-24