| 研究課題/領域番号 |
15H05769
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
民谷 栄一 大阪大学, 工学研究科, 教授 (60179893)
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| 研究分担者 |
吉川 裕之 大阪大学, 工学研究科, 助教 (00314378)
斉藤 真人 大阪大学, 工学研究科, 助教 (80457001)
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| 研究期間 (年度) |
2015-05-29 – 2020-03-31
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| キーワード | バイオセンサー / 局在プラズモン共鳴デバイス / 電気化学デバイス / マイクロ流体デバイス / ナノバイオデバイス / 医療診断センサー / 食品センシング / 環境診断センサー |
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| 研究実績の概要 |
生体分子を高感度に測定できるデバイスとして、まず高密度にホットスポットを持つSERS基板を開発した。そのために熱ナノインプリント法を利用し、ナノ細孔形成が容易な陽極酸化アルミナをモールドとし、陽極酸化条件の検討により、ナノピラーの径、ピラー長などを制御し、ホットスポットを形成させた。感度評価のため、50nmのAg層をスパッタにより付与したのち、4－ATPモデル分子を指標に検証したところ、nMレベルの高感度な検出を可能とした。さらに、バイオセンシング応用として、ヌクレオチド4種とオリゴDNA2種の計測を行ったところ、塩基数変化に伴うラマンピーク変化をとらえることに成功し、DNA塩基配列解析への可能性を示した。また、昨年度開発した電気化学発光システムを用いて血清中の糖化アルブミンの測定を行なった。ここでは、タンパク分解酵素により糖化アルブミンを分解し、生成する糖化アミノ酸を酸化酵素を用いて過酸化水素を生成させ、電気化学発光により計測した。その結果、血清中の糖化アルブミンを検出下限100nMで検出できた。これは、従来法と比較して100倍程度の感度向上を達成できた。また、高感度であることから唾液中の糖化アルブミンの測定も可能であることも示された。こうした成果を背景にデジタル分子分析行うために電極上にマイクロチャンバーアレイ構造を作成し、高感度に電気化学発光を測定できるバイオシステムの検討も行った。カタラーゼ酵素による活性酸素の消去活性を指標とした電気化学発光クエンチングイメージ解析システムの開発に世界で初めて成功した。これにより高感度なバイオセンシングとデジタル分子分析のための基礎を確立することができた。LSPRナノ構造を有するチップにマイクロチャンバーアレイ構造とリンクさせたデジタルバイオデバイスの設計とその特性についても評価した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
熱ナノインプリント法を用いて作成したナノ構造を有するSERSチップや印刷電極を用いた電気化学発光システムにより高感度にバイオセンシングできることを示すことができ、予想以上の成果を得ている。マイクロチャンバーを用いたデジタル分析デバイスに関しても順調に進行している。
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| 今後の研究の推進方策 |
デジタル分子分析に向けたバイオデバイス設計の基盤が整ってきており、今後実際の生体反応系への適用を進める。
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