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2016 年度 実施状況報告書

表面プラズモン励起増強蛍光を用いたピペットチップ型腫瘍マーカーイムノセンサの構築

研究課題

研究課題/領域番号 15K05540
研究機関神戸大学

研究代表者

高野 恵里  神戸大学, 工学研究科, 学術研究員 (20634645)

研究分担者 田和 圭子  関西学院大学, 理工学部, 教授 (80344109)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードイムノセンサ / 腫瘍マーカー / 表面プラズモン励起増強蛍光 / サンドイッチアッセイ
研究実績の概要

本研究では、表面プラズモン世紀による蛍光増強可能な波長オーダーの周期構造を持つ光子結合型プラズモニック微小反応板を内部に組み込むようデザインされたピペットチップ(SPF-反応板内蔵チップ)を用いて反応・吸着・洗浄・蛍光測定までを自動で行う「ピペットチップ型腫瘍マーカーイムノセンサ」を構築する。
本年度はSPF-反応板内蔵チップを用いて、検出器を搭載した自動分注ロボットにてα-fetoprotein(AFP)のサンドイッチアッセイを行った。まず、銀のプラズモン吸収波長領域と異なる領域に蛍光波長をもつ蛍光部分子であるAlexafluor647を用いてAFP2次抗体をラベル化した。この時の蛍光ラベル化率は、抗体1分子に対し約6個の蛍光分子が導入されていることを確認した。次に、Ag-SiO2を製膜したプラズモニックチップ化反応板上に共有結合にてAFP捕捉抗体を固定化し、AFP捕捉抗体固定化SPF-反応板内蔵チップを作製した。このチップを自動分注ロボットにセッティングし、蛍光ラベル化したAFP2次抗体にてAFPを検出したところ、1ng/mLのAFPが検出可能であることを確認した。周期構造を持たない反応板で同様にサンドイッチアッセイを行った場合については、1ng/mLのAFP濃度において、AFPが含まれないときにおける蛍光強度と有意な差が見られず、SPF-反応板内蔵チップを用いることによりAFPの高感度検出が可能になることを確認した。さらに、蛍光ラベル化2次抗体の代わりに、アビジン-ビオチンシステムを利用して、ビオチン化した2次抗体と蛍光ラベル化アビジンを用いたアッセイによりさらなる高感度化が見込めることを確認した。

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

ピペットチップ型イムノセンサ用の検出器を搭載した自動分注ロボットにてサンドイッチアッセイを行い、SPF-反応板内蔵チップを用いてAFPの高感度検出が可能になることが確認できていることから、大きな遅延はなく遂行している。

今後の研究の推進方策

今後も研究計画に基づいて計画通り研究を遂行する。前年度までに得られた結果をフィードバックさせ、結果をもとにすべてのステップを自動化するための最適プロトコルについて検討する。AFP以外の腫瘍マーカーあるいはBNC以外の1次抗体固定化法で代替する可能性もあるが、課題の実証には問題なく、表面プラズモン励起増強蛍光を用いたピペットチップ型腫瘍マーカーイムノセンサを実現する。

次年度使用額が生じた理由

次年度使用額が生じた理由としては、調達方法の工夫などにより当初計画より試薬上入費や学会発表の際の旅費など経費の節減ができたためである。

次年度使用額の使用計画

腫瘍マーカーの価格が高騰していることもあり、主に腫瘍マーカー購入に充てるが、予定通り予算を消化していく中で消化される範囲であると考えられる。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Pipette tip biosensors for bacterial double-stranded DNA using bioluminescence induced by zinc finger luciferase2017

    • 著者名/発表者名
      1.Takano, E., Shimura, N., Akiba, T., Kitayama, Y., Sunayama, H., Abe, K., Ikebukuro, Takeuchi, T.
    • 雑誌名

      Microchim. Acta

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s00604-017-2152-0

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Molecularly Imprinted Nanocavity-Based Fluorescence Polarization Assay Platform for Cortisol Sensing2016

    • 著者名/発表者名
      4.Yoshizawa, S., Kuwata, T., Takano, E., Kitayama, Y., Takeuchi, T.
    • 雑誌名

      Molecular Imprinting

      巻: 3 ページ: 26-34

    • DOI

      10.1515/molim-2015-0007

    • 査読あり
  • [学会発表] ピペットチップ型蛍光イムノセンシングシステムによる腫瘍マーカーの高感度蛍光検出2017

    • 著者名/発表者名
      高野 恵里、志村 宣明、秋場 猛、竹内 俊文
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] 微小基板内蔵ピペットチップ型自動バイオセンシングシステムによるバイオマーカータンパク質の高感度検出2017

    • 著者名/発表者名
      高野 恵里、志村 宣明、秋場 猛、竹内 俊文
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [学会発表] がんマーカーセンシングのための微小反応板内蔵ピペットチップ型バイオセンサシステム2016

    • 著者名/発表者名
      志村 宣明、高野 恵里、秋場 猛、竹内 俊文
    • 学会等名
      第27回クロマトグラフィー科学会議
    • 発表場所
      慶応義塾大学(東京都・港区)
    • 年月日
      2016-11-16 – 2016-11-18
  • [学会発表] 分子インプリントポリマーを認識素子とするタンパク質の格子結合型表面プラズモン励起増強蛍光検出2016

    • 著者名/発表者名
      松浦 亮、 高野 恵里、砂山 博文、北山 雄己哉、田和 圭子 、竹内 俊文
    • 学会等名
      分析化学会第65回年会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-09-06 – 2016-09-09
  • [学会発表] Fluorescence sensing of proteins using surface plasmon excitation enhancing chips grafted by artificial polymeric receptors2016

    • 著者名/発表者名
      Ryo Matsuura、 Eri Takano、 Keiko Tawa、 Yukiya Kitayama、 Toshifumi Takeuchi
    • 学会等名
      MIP2016
    • 発表場所
      Lund (Sweden)
    • 年月日
      2016-06-26 – 2016-06-30
    • 国際学会
  • [学会発表] 特異的高分子リガンドを用いた炎症マーカーの格子結合表面プラズモン増強蛍光センシング2016

    • 著者名/発表者名
      松浦 亮、 高野 恵里、北山 雄己哉、田和 圭子 、竹内 俊文
    • 学会等名
      第23回クロマトシンポジウム
    • 発表場所
      山梨大学(山梨県・甲府市)
    • 年月日
      2016-06-15 – 2016-06-17
  • [学会発表] 抗体配向固定化微小反応板を内蔵したピペットチップによる腫瘍マーカーの蛍光バイオセンシング2016

    • 著者名/発表者名
      高野 恵里、竹内 俊文
    • 学会等名
      第76回分析化学討論会
    • 発表場所
      岐阜薬科大学・岐阜大学(岐阜県・岐阜市)
    • 年月日
      2016-05-28 – 2016-05-29
  • [学会発表] 格子結合型表面プラズモン励起増強蛍光を用いた分子インプリントンプリントポリマーによるタンパク質センシング2016

    • 著者名/発表者名
      松浦 亮、 高野 恵里、砂山 博文、北山 雄己哉、田和 圭子 、竹内 俊文
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2016-05-25 – 2016-05-27

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公開日: 2024-12-25  

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