分子鋳型を用いた迅速かつ特異的なバクテリア検出法の開発

• 研究課題/領域番号: 24685013
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 分析化学
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 床波 志保 大阪府立大学, 21世紀科学研究機構, 講師 (60535491)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 26,520千円 (直接経費: 20,400千円、間接経費: 6,120千円); 2014年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2013年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2012年度: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
• キーワード: バクテリア / 迅速検出 / センサ / 分子鋳型 / 機能性高分子

研究成果の概要

本研究では、検出目的であるバクテリアの形状および表面化学構造を記憶した機能性高分子膜を作製し、これまでにない新しいタイプのバクテリア検出法の開発を試みた。電気化学的手法を利用してポリピロール膜へのバクテリアの取り込みと吐き出しを行うことで標的バクテリアの鋳型膜作製に成功した。このバクテリア鋳型膜と誘電泳動法を組み合わせた検出を試みたところ、グラム陰性菌、グラム陽性菌の種類を問わず様々なバクテリアを数分以内と極めて迅速かつ特異的に検出することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Development of Bacteria Sensor Using Overoxidized Polypyrrole Molecularly Imprinted Film and Its Application (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Tokonmi, T. Nishino, H. Shiigi, T. Nagaoka
  • 雑誌名: Chemical Sensors 巻: 31 ページ: 115-117
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of an Observation Platform for Bacterial Activity Using Polypyrrole Films Doped with Bacteria (2015)
  • 著者名/発表者名: L.Q. Dung, M. Takai, S. Suekuni, S. Tokonami, T. Nishino, H. Shiigi, T. Nagaoka
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 87 号: 7 ページ: 4047-4052
  • DOI: 10.1021/acs.analchem.5b00544
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of Biomaterials and Bacteria Using Functionalized Nano-and Micro-Spaces (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Tokonami, T. Iida, H. Shiigi, T. Nagaoka
  • 雑誌名: Bunseki Kagaku 巻: in press
  • NAID: 130005107516
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of nanoantennas on the bacterial outer membrane (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Shiigi, M. Fukuda, T. Tono, K. Takada, T. Okada, L. Q. Dung, Y. Hatsuoka, T. Kinoshita, M. Takai, S. Tokonami, H. Nakao, T. Nishino, Y. Yamamoto. T. Nagaoka
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 50 号: 47 ページ: 6252-6255
  • DOI: 10.1039/c4cc01204f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recognition of gram-negative and gram-positive bacteria with a functionalized conducting polymer film (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Tokonami, Y. Nakadoi, H. Nakata, S. Takami, T. Kadoma, H. Shiigi, T. Nagaoka
  • 雑誌名: Research on Chemical Intermediates 巻: published online 号: 6 ページ: 2327-2335
  • DOI: 10.1007/s11164-014-1609-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Label-Free and Selective Bacteria Detection Using a Film with Transferred Bacterial Configuration (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Tokonami, Y. Nakadoi, K. Saimatsu, M. Takahashi, M. Ikemizu, T. Kadoma, L. Q. Dung, H. Shiigi, T. Nagaoka
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 85 号: 10 ページ: 4925-4929
  • DOI: 10.1021/ac3034618
  • 査読あり
• [雑誌論文] Placement of Nanospace on an Electrode for Biosensing (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Shiig ,S. Tokonami, Y. Yamamoto, T. Nagaoka
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: 28 号: 11 ページ: 1037-1048
  • DOI: 10.2116/analsci.28.1037
  • NAID: 10031126396
  • ISSN: 0910-6340, 1348-2246
  • 査読あり
• [雑誌論文] Entrapment of Whole Cell Bacteria into Conducting Polymers (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nagaoka, H. Shiig S. Tokonami, K.Saimatsu
  • 雑誌名: Journal of Flow Injection Analysis 巻: 29 ページ: 7-10
  • NAID: 40019886495
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vertical Immobilization of Viable Bacilliform Bacteria into Polyryrrole Films (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Tokonami, K. Saimatsu, Yu Nakadoi, M.Furuta, H. Shiigi, T. Nagaoka
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: 28 ページ: 319-321
  • 査読あり
• [学会発表] 細菌を吸着させた電極のボルタンメトリ (2015)
  • 著者名/発表者名: L.Q.Dung, 床波志保, 西野智昭, 椎木 弘, 長岡 勉
  • 学会等名: 電気化学会第82回大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2015-03-17
• [学会発表] 過酸化ポリピロール分子鋳型膜を用いる細菌センサの開発と応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 床波志保, 西野智昭, 椎木 弘, 長岡 勉
  • 学会等名: 電気化学会第82回大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2015-03-17
• [学会発表] 誘電泳動と細胞鋳型膜による選択的捕捉機構の理論解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田村 守, 中田啓之, 床波志保, 飯田琢也
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2015-03-12
• [学会発表] バクテリア・テンプレート細孔を有する導電性ポリマ膜の作製とバクテリア検出への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長岡 勉 床波志保 、西野智昭 、椎木 弘 、 L.Q.Dung
  • 学会等名: 第24回日本ＭＲＳ年次大会
  • 発表場所: 横浜市開港記念会館
  • 年月日: 2014-12-12
• [学会発表] Preparation of Bacteria-Responsive Polymer Membranes and Their Sensing Abilities (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Nakata, T. Iwanami, S. Miyata, T. Fujikawa, H. Shiigi, T. Nagaoka, S.Tokonami
  • 学会等名: 19th International Conference on Flow Injection Analysis and Related Techniques
  • 発表場所: ACROS Fukuoka
  • 年月日: 2014-11-30
• [学会発表] Electrochemical Characteristics of Poly(3,4-Ethylenedioxythiophene) Doped with Bacteria (2014)
  • 著者名/発表者名: L. Q. Dung, T. Nishino, S. Tokonami, H. Shiigi, T. Nagaoka
  • 学会等名: 19th International Conference on Flow Injection Analysis and Related Techniques
  • 発表場所: ACROS Fukuoka
  • 年月日: 2014-11-30
• [学会発表] 分子構造転写技術を利用した細菌検出法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 床波志保
  • 学会等名: 大阪府立大学の技術シーズ紹介
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2014-10-17
  • 招待講演
• [学会発表] Highly-selective bacteria detection using conductive polymer film (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Nakata, S. Tokonami
  • 学会等名: 4th TKU-ECUST-OPU-KIST International Symposium
  • 発表場所: TamKang University, Taiwan
  • 年月日: 2014-09-25
• [学会発表] 微生物応答性高分子膜の作製とセンシング (2014)
  • 著者名/発表者名: 中田啓之, 藤岡一志, 山中幹宏, 原 圭太, 椎木 弘, 長岡 勉, 床波志保
  • 学会等名: 日本分析化学会 第63年会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2014-09-17
• [学会発表] Formation of Nanoantenna on a Bacterium (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Hastuoka, M. Fukuda, T. Kinoshita, S. Tokonami, H. Nakao, T. Nishino, H. Shiigi, T. Nagaoka
  • 学会等名: 13th European Vacuum Conference
  • 発表場所: Aveiro, Portugal
  • 年月日: 2014-09-08
• [学会発表] Bacteria‐Imprinted Conducting‐Polymers for Appications to Bacteria Monitoring Platforms and Sensors (2014)
  • 著者名/発表者名: L. Q. Dung, H. Shiigi, T. Nishino, S. Tokonami, T. Nagaoka
  • 学会等名: 13th European Vacuum Conference
  • 発表場所: Aveiro, Portugal
  • 年月日: 2014-09-08
• [学会発表] 微生物形状転写技術の開発とセンサ応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中田啓之, 沼田紘志, 高見星司, 門真哲也, 椎木 弘, 長岡 勉, 床波志保
  • 学会等名: 第74回分析化学討論会
  • 発表場所: 日本大学工学部
  • 年月日: 2014-05-24
• [学会発表] Rapid and Selective Bacteria Detection Using Conductive Polymer Films (2014)
  • 著者名/発表者名: S.Tokonami, H. Nakata, M. Ikemoto, T. Kadoma, H. Shiigi, T. Nagaoka
  • 学会等名: 38th International Symposium on Envronmental Analytical Chemistry
  • 発表場所: Lausanne, Switzerland
  • 年月日: 2014-05-17
• [学会発表] High-Resolution Bacterial Outer Structure Transfer for Bacteria Recognition (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Tokonami
  • 学会等名: The First OPU-TKU International Symposium
  • 発表場所: 大阪府立大学
• [学会発表] Label-free Bacteria Sensor Using Polymer Film and Its Application to Real Samples (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Nakata, S. Tokonami
  • 学会等名: The First OPU-TKU International Symposium
  • 発表場所: 大阪府立大学
• [学会発表] Bacteria Detection Using a Film with Transfereed Bacterial Configuration (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Tokonami, S. Takami, H. Shiigi, T. Nagaoka
  • 学会等名: ICFIA2013
  • 発表場所: ポルト ポルトガル
• [学会発表] Bacteria-imprinted conducting-polymer based sensors/detectors (2013)
  • 著者名/発表者名: L. Q. Dung, H. Shiigi, S. Tokonami, T. Nagaoka
  • 学会等名: ICFIA2013
  • 発表場所: ポルト ポルトガル
• [学会発表] Immobilization of bacteria into conducting polymer film (2013)
  • 著者名/発表者名: L. Q. Dung, K. Saimatsu, S. Tokonami, H. Shiigi, T. Nagaoka
  • 学会等名: ICFIA2013
  • 発表場所: ポルト ポルトガル
• [学会発表] Label-free Bacteria Sensor Using an Overoxidied Polypyrrole Film (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Nakata, S. Takami, T. Kadoma, H. Shiigi, T. Nagaoka, S. Tokonami
  • 学会等名: JASIS Conference 2013
  • 発表場所: 幕張メッセ国際展示場
• [学会発表] Immobilization of Bacteria into Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) Film (2013)
  • 著者名/発表者名: L. Q. Dung, K. Saimatsu, Y. Hatsuoka, S. Tokonami , H. Shiigi, T. Nagaoka
  • 学会等名: ASIANALYSIS XII
  • 発表場所: 九州大学
• [学会発表] Fabrication of Functionalized Micro-Spaces for Label-Free Bacteria Detection (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Nakata, S. Takami, T. Kadoma, H. Shiigi, T. Nagaoka, S. Tokonami
  • 学会等名: JSAMA2013
  • 発表場所: 上海 中国
• [学会発表] 過酸化ポリピロールを利用した細菌検出と実分析への展開 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中田啓之, 床波志保
  • 学会等名: 生体分子機能解析のための走査型プローブ顕微鏡手法研究部会 若手の会 2013せんだい研究会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] ポリピロールに固定化したバクテリアの呼吸活性の電気化学的評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 細末健太, 陶国智史, 床波志保, 椎木 弘, 長岡 勉
  • 学会等名: 2013年電気化学秋季大会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] 機能性ナノ・マイクロ空間を利用したDNAおよび細菌検出法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 床波志保
  • 学会等名: 日本分析化学会第62年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 招待講演
• [学会発表] 細菌形状を転写した高分子膜による細菌検出と実分析への展開 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中田啓之, 高見星司, 門真哲也 ,椎木弘, 長岡勉, 床波志保
  • 学会等名: 日本分析化学会第62年会
  • 発表場所: 近畿大学
• [学会発表] 菌体複合ポリピロール膜によるバイオテンプレートの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 細末健太, L. Q. Dung, 陶国智史, 床波志保, 椎木 弘, 長岡 勉
  • 学会等名: 日本分析化学会第62年会
  • 発表場所: 近畿大学
• [学会発表] 一瞬の喜びを求めて (2013)
  • 著者名/発表者名: 床波志保
  • 学会等名: 日本分析化学会 近畿支部 第7回夏期セミナー
  • 発表場所: 花王株式会社 有田研修所
  • 招待講演
• [学会発表] 導電性高分子を利用した細菌検出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中田啓之, 中土井祐, 高橋茉里, 池水麦平, 門真哲也, 椎木 弘, 長岡 勉, 床波志保
  • 学会等名: 第73回分析化学討論会
  • 発表場所: 北海道大学函館キャンパス
• [学会発表] Creation of Functional Micro-Spaces for Sensor Applications (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Tokonami, Y. Nakadoi, H. Nakata, M. Takahashi, M. Ikemizu, T. Kadoma, H. Shiigi, T. Nagaoka
  • 学会等名: The Second NanoSquare Week
  • 発表場所: 大阪府立大学
• [学会発表] 細菌検出のためのテーラーメイド型マイクロ空間の創成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 床波志保,中土井祐,中田啓之,細末健太,推木弘,長岡勉
  • 学会等名: 第50回フローインジェクション分析講演会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2012-11-16
• [学会発表] Label-Free and Rapid DNA Analysis Using Open Bridge-Structured Gold NanoparticleArray (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Tokonami, H. Shiigi, T. Nagaoka
  • 学会等名: GOLD2012
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Label-Free Bacteria Detection by Using Overoxidied Polypyrrol Film (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Tokonami, Y. Nakadoi, K. Saimatsu、H. Shiigi, T Naeaoka
  • 学会等名: MIP2012
  • 発表場所: パリ
• [学会発表] 微生物形状認識型センサの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中土井祐,床波志保,高橋茉里,池水麦平,門真哲也,細末健太,椹木弘,長岡勉
  • 学会等名: 第33回日本食品微生物学会学術総会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 微生物形状認識型迅速センサの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中田啓之,床波志保
  • 学会等名: 生体分子機能解析のための走査型プローブ顕微鏡手法研究部会 若手の会 in 名古屋
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] ポリピロール膜を利用した微生物検出の選択性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中土井祐,床波志保,高橋莱里,池水麦平,門真哲也,細末健太,椎木弘,長岡勉
  • 学会等名: 日本分析化学会第61年会
  • 発表場所: 金沢
• [学会発表] 菌体形状認識センサ膜の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中土井祐,床波志保,高橋茉里,池水麦平,門真哲也,細末健太,椎木弘,長岡勉
  • 学会等名: 第72回分析化学討論会
  • 発表場所: 鹿児島
• [学会発表] Electrochemical Devices using Conducting polymer films doped with bacteria
  • 著者名/発表者名: L. Q. Dung, 細末健太, 床波志保, 椎木 弘, 長岡 勉
  • 学会等名: 第51回フローインジェクション分析講演会
  • 発表場所: 熊本大学
• [図書] 導電性高分子を用いて分子の鋳型センサを作る―分子から細菌までの計測― (2014)
  • 著者名/発表者名: 椎木 弘, 床波志保, 長岡 勉
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [図書] 導電性ポリマーを用いる鋳型センサの作製と桿菌センサへの応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 椎木 弘, 床波志保, 陳智棟, 長岡 勉
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] マイクロ空間を有するチップを用いた細菌の検出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 床波志保, 中田啓之, 椎木 弘, 長岡 勉
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: (株）技術情報協会
• [備考] 大阪府立大学 文部科学省テニュアトラック普及定着プログラム ナノ科学・材料人材育成拠点
  • URL: http://www.nanosq.21c.osakafu-u.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://www.nanosq.21c.osakafu-u.ac.jp/
• [産業財産権] 微生物検出用センサー、その製造方法、およびポリマー層 (2014)
  • 発明者名: 池水麦平, 床波志保, 椎木 弘, 長岡 勉
  • 権利者名: 大阪府立大学、シャープ株式会社
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-03-10
  • 外国
• [産業財産権] 被検出物質の検出装置および方法 (2013)
  • 発明者名: 飯田琢也、床波志保
  • 権利者名: 大阪府立大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-114312
  • 出願年月日: 2013-05-30
• [産業財産権] 微生物検出用センサー、その製造方法、およびポリマー層 (2013)
  • 発明者名: 池水麦平、床波志保, 椎木弘、長岡勉
  • 権利者名: 公立大学法人大阪府立大学シャープ株式会社
  • 産業財産権番号: 2013-069739
  • 出願年月日: 2013-03-28