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時間分解プラズモン励起発光イメージングを用いたノロウイルス検出システム研究

研究課題

研究課題/領域番号 26246008
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 ナノバイオサイエンス
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

藤巻 真  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 研究グループ長 (10392656)

研究分担者 香川 景一郎  静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (30335484)
谷口 孝喜  藤田保健衛生大学, 医学部, 教授 (40094213)
染谷 雄一  国立感染症研究所, ウイルス第二部, 主任研究官 (50283809)
守口 匡子  藤田保健衛生大学, 医学部, 講師 (60298528)
白土 東子 (堀越東子 / 白土 東子(堀越東子))  国立感染症研究所, ウイルス第二部, 主任研究官 (60356243)
久保田 智巳  国立研究開発法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 主任研究員 (90356923)
芦葉 裕樹  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 研究員 (90712216)
連携研究者 川人 祥二  静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (40204763)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
41,600千円 (直接経費: 32,000千円、間接経費: 9,600千円)
2016年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
2015年度: 14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
2014年度: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
キーワードバイオセンサ / 表面プラズモン共鳴 / 蛍光増強 / CMOSイメージセンサ / 時間分解測定 / 交差反応性ノロウイルスファージ抗体 / 抗体の結晶化 / バイオチップ / 交差反応性抗ノロウイルスファージ抗体
研究成果の概要

我々が開発した抗ノロウイルス抗体である12A11抗体の性状解析を行い、この抗体が遺伝子型の異なるノロウイルスにも広く反応することを確認した。この抗体を用い、量子ドットを蛍光標識として、アルミニウムを表面プラズモン共鳴励起層に用いた蛍光増強型のバイオセンサによってノロウイルスのウイルス様粒子の検出試験を行い、測定領域内にウイルス様粒子がおよそ100粒子あれば検出可能であることを示した。また、時間分解イメージングを導入することによってセンサチップの自家蛍光によるノイズと蛍光色素による信号光を区別することに成功し、さらに4倍の高感度化に成功した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 8件、 招待講演 4件) 図書 (2件) 備考 (1件) 産業財産権 (5件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Detection of norovirus virus-like particles using a surface plasmon resonance-assisted fluoroimmunosensor optimized for quantum dot fluorescent labels2017

    • 著者名/発表者名
      H. Ashiba, Y. Sugiyama, X. Wang, H. Shirato, K. Moriguchi, K. Taniguchi, Y. Ohki, M. Fujimaki
    • 雑誌名

      Biosensors and Bioelectronics

      巻: 93 ページ: 260-266

    • DOI

      10.1016/j.bios.2016.08.099

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A programmable sub-nanosecond time-gated 4-tap lock-in pixel CMOS image sensor for real-time fluorescence lifetime imaging microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      M. -W. Seo, Y. Shirakawa, Y. Masuda, Y. Kawata, K. Kagawa, K. Yasutomi, S. Kawahito
    • 雑誌名

      ISSCC Dig. Tech. Papers

      巻: - ページ: 70-71

    • DOI

      10.1109/isscc.2017.7870265

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A high performance multi-tap CMOS lock-in pixel image sensor for biomedical applications2017

    • 著者名/発表者名
      M. -W. Seo, Y. Shirakawa, K. Kagawa, K. Yasutomi, S. Kawahito
    • 雑誌名

      Photonics West 2017, Proc. SPIE

      巻: 10076 ページ: 100760V-100760V

    • DOI

      10.1117/12.2255951

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Design of an 8-tap CMOS lock-in pixel with lateral electric field charge modulator for highly time-resolved imaging2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Shirakawa, M-W. Seo, K. Yasutomi, K. Kagawa, N. Teranishi, S. Kawahito
    • 雑誌名

      Photonics West 2017, Proc. SPIE

      巻: 10108 ページ: 101080N-101080N

    • DOI

      10.1117/12.2251788

    • NAID

      40021162425

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Detection of extremely low concentrations of biological substances using near-field illumination2016

    • 著者名/発表者名
      M. Yasuura, M. Fujimaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6:39241 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1038/srep39241

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A CMOS image sensor with lateral electric field modulation pixels for sub nano-second time response fluorescence lifetime imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Zhuo Li, Min-Woong Seo, Keiichiro Kagawa, Keita Yasutomi, Shoji Kawahito
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: Vol. 55 号: 4S ページ: 04EM06-04EM06

    • DOI

      10.7567/jjap.55.04em06

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A 10 ps Time-Resolution CMOS Image Sensor With Two-Tap True-CDS Lock-In Pixels for Fluorescence Lifetime Imaging2016

    • 著者名/発表者名
      M-W. Seo, K. Kagawa, K. Yasutomi, N. Teranishi, Z. Li, I.A. Halin, S. Kawahito
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Solid-State Circuits

      巻: Vol.51. No. 1 号: 1 ページ: 141-154

    • DOI

      10.1109/jssc.2015.2496788

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] An external force-assisted near-field illumination biosensor for detection of extremely low concentrations of biological substances2017

    • 著者名/発表者名
      M. Fujimaki
    • 学会等名
      The 24th Congress of the International Commission for Optics
    • 発表場所
      京王プラザホテル(東京)
    • 年月日
      2017-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 極低濃度のバイオ物質を検出するには2017

    • 著者名/発表者名
      藤巻 真
    • 学会等名
      Joint International Workshop of WFF&WFSM
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A programmable sub-nanosecond time-gated 4-tap lock-in pixel CMOS image sensor for real-time fluorescence lifetime imaging microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      M. -W. Seo, Y. Shirakawa, Y. Masuda, Y. Kawata, K. Kagawa, K. Yasutomi, S. Kawahito
    • 学会等名
      2017 IEEE International Solid- State Circuits Conference
    • 発表場所
      San Francisco Marriott, San Francisco (USA)
    • 年月日
      2017-02-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A high performance multi-tap CMOS lock-in pixel image sensor for biomedical applications2017

    • 著者名/発表者名
      M. -W. Seo, Y. Shirakawa, K. Kagawa, K. Yasutomi, S. Kawahito
    • 学会等名
      Photonics West 2017
    • 発表場所
      Moscone Center, San Francisco (USA)
    • 年月日
      2017-01-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of an 8-tap CMOS lock-in pixel with lateral electric field charge modulator for highly time-resolved imaging2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Shirakawa, M-W. Seo, K. Yasutomi, K. Kagawa, N. Teranishi, S. Kawahito
    • 学会等名
      Photonics West 2017
    • 発表場所
      Moscone Center, San Francisco (USA)
    • 年月日
      2017-01-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Lateral Electric Field Charge Modulator with Bipolar-gates for High Time-Resolved Imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Morikawa, K. Yasutomi, S. Imanishi, T. Takasawa, K. Kagawa, N. Teranishi, S. Kawahito
    • 学会等名
      3rd International Workshop on Image Sensors and Imaging Systems
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都)
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Aluminum-based V-trench biosensor for plasmon-assisted fluoroimmunoassay of norovirus virus-like particles2016

    • 著者名/発表者名
      H. Ashiba, Y. Sugiyama, Y. Ohki, X. Wang, M. Fujimaki
    • 学会等名
      Biosensors 2016
    • 発表場所
      Gothenburg, (Sweden)
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-aperture ultra-high-speed imaging with lateral electric field charge modulator2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kagawa, F. Mochizuki, M. -W, Seo, K. Yasutomi, S. Kawahito
    • 学会等名
      Photonics West 2016
    • 発表場所
      San Francisco, (USA)
    • 年月日
      2016-02-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] V溝バイオセンサーによる免疫アッセイ2016

    • 著者名/発表者名
      藤巻 真
    • 学会等名
      生物化学的測定研究会 第21回 学術シンポジウム
    • 発表場所
      産業技術総合研究所関西センター(大阪府)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Computational modeling of carbohydrate recognition in norovirus capsid protein with lewis antigen2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ishida, T. Kubota, H. Shirato
    • 学会等名
      THE INTERNATIONAL CHEMICAL CONGRESS OF PACIFIC BASIN SOCIETIES 2015
    • 発表場所
      Honolulu, (USA)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ノロウイルスのウイルス様粒子のV溝バイオセンサーによる検出2015

    • 著者名/発表者名
      杉山勇輝、黒田千愛、大木義路、芦葉裕樹、王暁民、藤巻真
    • 学会等名
      2015年度 放電学会 年次大会
    • 発表場所
      防衛大学校(神奈川県横須賀市)
    • 年月日
      2015-12-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ノロウィルスキャプシドタンパク質の糖鎖認識における糖鎖構造依存性2015

    • 著者名/発表者名
      石田豊和、久保田智巳、白土東子
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] V溝バイオセンサーへのカーボンナノチューブ蛍光標識の適用2015

    • 著者名/発表者名
      芦葉裕樹、藤巻真、王暁民、飯泉陽子、湯田坂雅子、岡崎俊也
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議(愛知県)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] V溝バイオセンサーを用いたノロウイルス様粒子の検出2015

    • 著者名/発表者名
      杉山勇輝、黒田千愛、大木義路、芦葉裕樹、王暁民、藤巻真
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議(愛知県)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ノロウィルスキャプシドタンパク質と血液型糖鎖抗原との相互作用の結晶学的解析2015

    • 著者名/発表者名
      久保田智巳、伊藤浩美、成松久、石田豊和、白土東子
    • 学会等名
      第15回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      あわぎんホール(徳島県)
    • 年月日
      2015-06-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ノロウィルスキャプシドタンパク質とルイス抗原との糖鎖認識:計算科学による相互作用解析2015

    • 著者名/発表者名
      石田豊和、久保田智巳、白土東子
    • 学会等名
      第15回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      あわぎんホール(徳島県)
    • 年月日
      2015-06-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ノロウィルスキャプシドタンパク質と血液型糖鎖抗原との糖鎖認識機構2015

    • 著者名/発表者名
      石田豊和、久保田智巳、白土東子
    • 学会等名
      第18回理論化学討論会
    • 発表場所
      大阪大学会館(大阪府)
    • 年月日
      2015-05-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 量子ドットを蛍光標識としたV溝バイオセンサーの設計2015

    • 著者名/発表者名
      藤巻真、芦葉裕樹、王暁民、粟津浩一
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 結晶構造を基にしたノロウイルスキャプシドタンパク質とルイス抗原との結合エネルギー解析2014

    • 著者名/発表者名
      久保田智巳、石田豊和、白土東子
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2014-11-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] 最新医学、第70巻11月増刊号、「ノロウイルスと血液型抗原」2015

    • 著者名/発表者名
      白土東子
    • 総ページ数
      205
    • 出版者
      最新医学社
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] Glycoscience: Biology and Medicine2014

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Taniguchi, Haruko Shirato ほか
    • 総ページ数
      1556
    • 出版者
      Springer Japan
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 産業技術総合研究所 電子光技術研究部門 光センシンググループ

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/esprit/opt-sens/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 光学的検出方法及び光学的検出装置2017

    • 発明者名
      安浦雅人、藤巻真、芦葉裕樹、島隆之
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017-02-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 光学的検出方法及び光学的検出装置2016

    • 発明者名
      安浦雅人、藤巻真、芦葉裕樹
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-090662
    • 出願年月日
      2016-04-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] 標的物質検出装置及び標的物質検出方法2016

    • 発明者名
      安浦雅人、藤巻真、芦葉裕樹、島隆之
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-232382
    • 出願年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] 標的物質検出装置及び標的物質検出方法2016

    • 発明者名
      安浦雅人、藤巻真、芦葉裕樹、島隆之
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-232383
    • 出願年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] 光学的検出方法及び光学的検出装置2016

    • 発明者名
      安浦雅人、藤巻真、芦葉裕樹、島隆之
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-245113
    • 出願年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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