ソフト界面で修飾されたプラズモニックチップ上の高感度蛍光バイオセンシング

• 研究領域: ソフトインターフェースの分子科学
• 研究課題/領域番号: 23106728
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 田和 圭子 独立行政法人産業技術総合研究所, 健康工学研究部門, 主任研究員 (80344109)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2012年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: プラズモニックチップ / PEG / 非特異吸着 / 高感度検出 / 蛍光 / 表面修飾 / サンドイッチアッセイ / 酸化亜鉛

研究実績の概要

プラズモニックチップ(＝金属薄膜でコーティングした波長オーダーの周期構造をもつチップ)を用いた増強蛍光法によるバイオセンシングでは、表面プラズモン共鳴法（ビアコア）と比べ、5桁ほど高感度な抗原抗体反応の検出が可能である。本研究では、さらに高S/N・高感度なマーカー検出を目指し、銀コーティングされたプラズモニックチップに、非特異吸着を抑制し、様々な種類の抗体に対して高密度な抗体修飾が可能なソフト界面を形成し、サンドイッチアッセイによる高感度なマーカー計測を行う。　　　周期構造は石英モールドを用いて光ナノインプリント法により作製し、銀薄膜（膜厚30～40nm）と消光抑制層としてSiO2やZnO薄膜（膜厚20nm）、および銀薄膜との界面には接着層として膜厚1nm以下のCrなどの接着層をrfスパッター法により成膜し、プラズモニックチップとした。サンドイッチアッセイにするために、抗体をシランカップリング剤を用いて結合した。マーカーを炎症性サイトカインの一つであるIL‐6とし、両末端がスクシイミド基（NHS基）であるPEGのクロスリンカーを用いて捕獲抗IL‐6抗体をチップに結合し、BSAをブロッキング剤に、tween20を含むリン酸緩衝液を洗浄溶液をすると、2pg/ｍLまで定量的な計測を実現することができた。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Rapid and sensitive detection of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) with a plasmonic chip (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Tawa*, M. Satoh, K. Uegaki, T. Hara, M. Kojima, H. Aota, Y. Yokota, T. Nakaoki, M. Umetsu, H. Nakazawa, I. Kumagai
  • 雑誌名: Japanese journal of applied physics 巻: 52
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sensitive Fluorescence Microscopy of Neurons Cultured on a Plasmonic Chip (2012)
  • 著者名/発表者名: Chikara Yasui, Keiko Tawa*, Chie Hosokawa, Junji Nishii, Hiroyuki Aota, and Akira Matsumoto
  • 雑誌名: Japanese journal of applied physics 巻: 51 号: 6S ページ: 06FK10-06FK10
  • DOI: 10.1143/jjap.51.06fk10
  • NAID: 210000140818
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photochemically Induced Crystallization of Proteins Accelerated on Two-Dimensional Gold Gratings (2012)
  • 著者名/発表者名: Keiko Tawa*, Susumu Haruta, Tetsuo Okutsu, and Junji Nishii
  • 雑誌名: Japanese journal of applied physics 巻: 51 号: 6S ページ: 06FK09-06FK09
  • DOI: 10.1143/jjap.51.06fk09
  • NAID: 210000140817
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spontaneous Emission Control of CdSe/ZnS Nanoparticle Monolayer in Polymer Nanosheet Waveguide Assembled on a One-Dimensional Silver Grating Surface (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Mitsuishi*, S. Morita, T. Miyashita, K. Tawa, and J. Nishii
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 28 号: 5 ページ: 2313-2317
  • DOI: 10.1021/la2042229
  • 査読あり
• [雑誌論文] An application of a plasmonic chip with enhanced fluorescence to a simple biosensor with extended dynamic range (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiko Tawa*, YoshikiYokota, KenjiKintaka, JunjiNishii, TakahikoNakaoki
  • 雑誌名: Sensors and Actuators B: Chemical 巻: 157 号: 2 ページ: 703-709
  • DOI: 10.1016/j.snb.2011.04.086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sensitive bioimaging in microfluidic channels on the plasmonic substrate: Application of an enhanced fluorescence based on the reverse coupling mode (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiko Tawa*, Xiaoqiang Cui, Kenji Kintaka, Junji Nishii, Kenichi Morigaki
  • 雑誌名: J. Photochem. Photobiol. A: Chem 巻: 221 号: 2-3 ページ: 261-267
  • DOI: 10.1016/j.jphotochem.2011.04.012
  • 査読あり
• [学会発表] Application of a Plasmonic chip to Biosensing and Bioimaging (2012)
  • 著者名/発表者名: Keiko TAWA
  • 学会等名: ANNA-AISTANNA-AIST International Seminar on Applications of Light and International Seminar
  • 発表場所: 大阪、千里ライフサイエンスセンター
  • 招待講演
• [学会発表] Application of a Plasmonic Chip to Biosensor (2012)
  • 著者名/発表者名: Keiko TAWA
  • 学会等名: 6th International Symposium on Nanomedicine. (ISNM2012)
  • 発表場所: 島根、くにびきメッセ
  • 招待講演
• [学会発表] Sensitive Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) with a Plasmonic Chip (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomomi Taga, Keiko Tawa
  • 学会等名: Gelsympo2012
  • 発表場所: つくば、国際会議場
• [学会発表] Sensitive detection of Interleukin-6 (IL-6) on the plasmonic chip modified with PEG (2012)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Tsuneyasu, Chisato Sasakawa, Naoko Naruishi, Yoshihide Tanaka, Yasukazu Yoshida, Keiko TAWA
  • 学会等名: Gelsympo2012
  • 発表場所: つくば、国際会議
• [学会発表] Rapid and Sensitive Detection in ELISA system with a Plasmonic Chip (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomomi Taga, Keiko Tawa
  • 学会等名: IUMRS-International Conference on Electronic Materials (IUMRS-ICEM 2012)
  • 発表場所: 横浜、パシフィコ横浜
• [学会発表] Application of the Plasmonic Chip to the Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay (ELISA) for Sensitive Fluorescence Imaging (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomomi Taga, Keiko Tawa
  • 学会等名: JSAP-OSA joint symposia 2012
  • 発表場所: 愛媛、愛媛大学
• [学会発表] プラズモニックチップを用いた蛍光イメージング法による生活習慣病マーカーの高感度検出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 常安将央、鳴石奈穂子、田中喜秀、吉田康一、田和圭子
  • 学会等名: 高分子学会年次大会
  • 発表場所: 横浜、パシフィコ横浜
• [学会発表] 高感度バイオマーカー検出のための酸化亜鉛コーティングプラズモニックチップ表面のビオチン化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田和圭子、東洋輔、笹川知里、梅津光央、中澤光、熊谷泉
  • 学会等名: MRS-J
  • 発表場所: 神奈川・横浜市開港記念会館
  • 年月日: 2011-12-19
• [学会発表] Sensitive Bio-Marker Detection with a Plasmonic Chip (2011)
  • 著者名/発表者名: 田和圭子
  • 学会等名: ISSS-6
  • 発表場所: 東京・船堀タワー(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Bio-Marker Detection with an Enhanced Fluorescence on a Plasmonic Chip (2011)
  • 著者名/発表者名: 田和圭子
  • 学会等名: ICTF-15
  • 発表場所: 京都・京都テルサ(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-11
• [学会発表] 表面プラズモン共鳴励起増強蛍光によるバイオセンシング (2011)
  • 著者名/発表者名: 田和圭子
  • 学会等名: 高分子サロン
  • 発表場所: 大阪・弥生会館(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-06
• [学会発表] Rapid and Sensitive Detection of Bio-Markers on the Plasmonic Chip (2011)
  • 著者名/発表者名: 田和圭子
  • 学会等名: IUPAC2011国際分析科学会議(ICAS2011)
  • 発表場所: 京都・京都国際会館(招待講演)
  • 年月日: 2011-05-24
• [図書] 「プラズモンナノ材料開発の最前線と応用」（第II編 第７章 格子結合型表面プラズモン励起増強蛍光（GC-SPF）法を用いた生体分子検出） (2013)
  • 著者名/発表者名: 田和圭子
  • 出版者: シーエムシー出版