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金属ナノアロイ分散カーボン薄膜電極の開発と腸疾患糖マーカーの一括測定への応用

研究課題

研究課題/領域番号 26288074
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 分析化学
研究機関埼玉工業大学 (2015-2017)
独立行政法人産業技術総合研究所 (2014)

研究代表者

丹羽 修  埼玉工業大学, 先端科学研究所, 教授 (70392644)

研究分担者 吉岡 恭子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (50358321)
加藤 大  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ付 (80533190)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2016年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2015年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2014年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワード電気化学分析 / ナノアロイ / カーボン薄膜 / スパッタリング / 腸疾患マーカー / 糖類検出 / 電気化学 / 分析化学 / バイオ分析 / 炭素材料 / 腸疾患マーカ―
研究成果の概要

本研究では、腸疾患糖マーカーの非標識での高感度・簡便な検出を目的とし、高い電極触媒活性を有する合金ナノ微粒子(ナノアロイ)が分散したカーボン薄膜電極を開発した。アンバランストマグネトロン(UMB)共スパッタ法を用いて、ニッケルと銅の組成比(Ni/Cu)の異なるナノアロイが埋め込まれたカーボン薄膜電極を形成し、合金化により腸疾患糖マーカの感度と安定性が向上することを確認した。また、カーボン膜内のナノアロイ濃度を最適化し、高速液体クロマトグラフィーの電気化学検出器に応用して、5種類の糖マーカーの一括分離検出を行ったところ、従来の金電極を2ケタ程度凌駕する検出限界を達成した。

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 14件、 招待講演 16件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Chromatographic Determination of Sugar Probes Used for Gastrointestinal Permeability Test by Employing Nickel-Copper Nanoalloy Embedded in Carbon Film Electrodes2018

    • 著者名/発表者名
      芝駿介、丸山莉奈、鎌田智之、加藤大、丹羽修
    • 雑誌名

      Electroanalysis

      巻: in press 号: 7 ページ: 1407-1415

    • DOI

      10.1002/elan.201800072

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Co-Sputter Deposited Nickel-Copper Bimetallic Nanoalloy Embedded Carbon Films for Electrocatalytic Biomarker Detection2016

    • 著者名/発表者名
      芝駿介、加藤大、鎌田智之、丹羽修
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 8 号: 26 ページ: 12887-12891

    • DOI

      10.1039/c6nr02287a

    • 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 / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Au Nanoparticle-embedded carbon films for electrochemical As3+ detection with high sensitivity and selectivity2016

    • 著者名/発表者名
      加藤大喜、鎌田智之、加藤大、柳澤博幸、丹羽修
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 88 号: 5 ページ: 2944-2951

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.6b00136

    • 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
  • [学会発表] Metal Nanoparticles Embedded Carbon Film Electrodes for Electroanalysis2017

    • 著者名/発表者名
      丹羽修, 芝駿介, 鎌田智之, 加藤 大
    • 学会等名
      International congress on analytical sciences 2017
    • 発表場所
      中国、海南島 海口
    • 年月日
      2017-05-06
    • 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] Metal nanoparticles embedded carbon film electrodes for electroanalysis2017

    • 著者名/発表者名
      丹羽修、芝駿介、鎌田智之、加藤大
    • 学会等名
      International congress on analytical sciences 2017(ICAS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ハイブリッドナノカーボン薄膜電極による電気化学分析2017

    • 著者名/発表者名
      丹羽修、加藤大
    • 学会等名
      第77回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electroanalysis with surface terminated carbon film2017

    • 著者名/発表者名
      丹羽修、鎌田智之、蔵屋英介、西見大成、国武雅司、加藤大
    • 学会等名
      The 16th International Symposium on Electroanalytical Chemistry (16th ISEAC)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 微小電極や新規電極材料を用いる電気化学分析センシング法の研究2017

    • 著者名/発表者名
      丹羽修
    • 学会等名
      日本分析化学会第66年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ニッケル銅ナノアロイ埋め込みカーボン薄膜電極の開発と糖分析への応用2017

    • 著者名/発表者名
      芝駿介、丸山莉奈、鎌田智之、加藤大、丹羽修
    • 学会等名
      2017電気化学秋季討論会(長崎)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Sputter deposited metal nanoalloy embedded carbon film for urine saccharide detection2017

    • 著者名/発表者名
      芝駿介、丸山莉奈、鎌田智之、加藤大、丹羽修
    • 学会等名
      Bio4Apps 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ニッケル銅ナノアロイ埋め込みカーボン薄膜電極を用いた臨床糖マーカーの高感度検出2017

    • 著者名/発表者名
      芝駿介、加藤大、鎌田智之、丹羽修
    • 学会等名
      電気化学会第84回大会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ナノカーボン薄膜電極をベースとした生体・食品分子センシング2016

    • 著者名/発表者名
      加藤大、丹羽修
    • 学会等名
      日本分析化学会第65年会
    • 発表場所
      北大
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 金属ナノ粒子埋め込みカーボン薄膜電極の化学センシングへの応用2016

    • 著者名/発表者名
      丹羽修, 芝駿介, 加藤大喜, 鎌田智之, 山口直人, 今屋浩志, 加藤 大
    • 学会等名
      日本分析化学会第65年会
    • 発表場所
      北大
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Biochemical detection based on SPR and electrochemical measurements2016

    • 著者名/発表者名
      丹羽修、加藤大、芝駿介、栗田僚二
    • 学会等名
      International Conference on Biosensorsm BioMedical Devices (Invited talk), BioMEMS/NEMS & Applications
    • 発表場所
      ゴールドコースト
    • 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] Nanostructured electrode materials for bioanalytical applications2016

    • 著者名/発表者名
      丹羽修、加藤大
    • 学会等名
      The 11th BK21+ International Symposium on Materials Chemistry 2016
    • 発表場所
      釜山国立大学
    • 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] Metal nanoparticles embedded carbon film electrodes for environmental and biochemical analysis2016

    • 著者名/発表者名
      丹羽修, 芝駿介, 加藤大喜, 鎌田智之、加藤大
    • 学会等名
      67th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 発表場所
      オランダ、ハーグ
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanocarbon film-based electrodes for foods/biomolecules sensing2016

    • 著者名/発表者名
      加藤大、丹羽修
    • 学会等名
      The 2016 China-Japan-Korea Symposium on Analytical Chemistry (CJK 2016)
    • 発表場所
      中国、武夷山(Wuyi Villa)
    • 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] Terminated and hybrid nanocarbon film electrodes for electrochemical biosensors2016

    • 著者名/発表者名
      丹羽修、加藤大、小田侑、芝駿介、戸所正美、鎌田智之、蔵屋英介、国武雅司
    • 学会等名
      The 16th International Meeting on Chemical Sensors (IMCS 2016)
    • 発表場所
      韓国 済州島
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of the nickel(Ni)-copper(Cu) nanoalloy embedded carbon film electrodes for electrocatalytic detection of supar markers2015

    • 著者名/発表者名
      芝駿介、加藤大、鎌田智之、丹羽修
    • 学会等名
      BCEIA 2015
    • 発表場所
      北京
    • 年月日
      2015-10-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrochemical applications of surface terminated and hybrid sputtered carbon film electrodes2015

    • 著者名/発表者名
      丹羽修、加藤大、鎌田智之、芝駿介、廣野滋、蔵屋英介、国武雅司
    • 学会等名
      BCEIA 2015
    • 発表場所
      北京
    • 年月日
      2015-10-29
    • 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] Hybrid carbon film electrodes for electroanalytical applications(Keynote talk)2015

    • 著者名/発表者名
      丹羽修、加藤大、鎌田智之、加藤大喜、芝駿介、廣野滋、蔵屋英介、国武雅司、山口直人、今屋弘志
    • 学会等名
      66th Annual Meeting of ISE
    • 発表場所
      台北
    • 年月日
      2015-10-06
    • 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] 臨床糖マーカー検出を目的としたナノアロイ埋め込み型カーボン薄膜電極の開発2015

    • 著者名/発表者名
      芝駿介、加藤大、鎌田智之、丹羽修
    • 学会等名
      日本分析化学会第64年会
    • 発表場所
      九州大
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Co-sputter deposited nickel-copper nanoalloy embedded carbon films for electrocatalytic detection of sugar markers2015

    • 著者名/発表者名
      芝駿介、加藤大、鎌田智之、丹羽修
    • 学会等名
      RSC Tokyo Conference 2015
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2015-09-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface terminated carbon film electrodes for electroanalytical applications2015

    • 著者名/発表者名
      丹羽修、加藤大、鎌田智之、梅村茂、蔵屋英介、国武雅司
    • 学会等名
      15th ISEAC
    • 発表場所
      長春
    • 年月日
      2015-08-15
    • 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] ナノアロイ埋め込み型カーボン薄膜電極による臨床糖マーカーの高感度安定検出2015

    • 著者名/発表者名
      芝駿介、加藤大、鎌田智之、丹羽修
    • 学会等名
      第75回分析化学討論会
    • 発表場所
      山梨大
    • 年月日
      2015-05-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Electrochemical properties of surface terminated and hybrid carbon films and their application to electroanalysis2015

    • 著者名/発表者名
      丹羽修
    • 学会等名
      16th Topical Meeting of ISE
    • 発表場所
      Angra dos Reis, ブラジル
    • 年月日
      2015-03-22 – 2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 臨床糖マーカ―の検出に向けたナノアロイ分散カーボン電極の開発2014

    • 著者名/発表者名
      芝駿介、加藤大、鎌田智之、丹羽修
    • 学会等名
      本分析化学会関東支部 第11回茨城地区技術交流会
    • 発表場所
      いばらき量子ビーム研究センター
    • 年月日
      2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] カーボン薄膜電極を用いた電気化学分析法、 バイオセンサの開発2014

    • 著者名/発表者名
      丹羽修
    • 学会等名
      本分析化学会関東支部 第11回茨城地区技術交流会
    • 発表場所
      いばらき量子ビーム研究センター
    • 年月日
      2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nanomaterials and microdevices for electrochemical and optical biosensors2014

    • 著者名/発表者名
      丹羽修
    • 学会等名
      UK-Japan Workshop on biosensing technologies for innovative healthcare
    • 発表場所
      英国大使館
    • 年月日
      2014-12-01 – 2014-12-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノアロイ分散カーボン電極の開発と腸疾患糖マーカ―検出への応用2014

    • 著者名/発表者名
      芝駿介、加藤大、鎌田智之、丹羽修
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノ学会第30回研究会
    • 発表場所
      北大フロンティア応用科学研究棟
    • 年月日
      2014-10-02 – 2014-10-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ナノカーボン薄膜やファイバーを利用した電気化学分析法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      丹羽 修
    • 学会等名
      日本分析化学会関東支部 第28回新潟地区部会発表会
    • 発表場所
      新潟市4大学メディアキャンパス
    • 年月日
      2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] マイクロ・ナノ化学研究室HP

    • URL

      http://www.sit.ac.jp/user/niwa/research.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] 合金ナノ粒子含有カーボン電極、当該電極を含む装置、及び、当該電極の製造方法2014

    • 発明者名
      加藤大、芝駿介、鎌田智之、丹羽修
    • 権利者名
      産総研
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-203328
    • 出願年月日
      2014-10-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2019-03-29  

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