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2018 年度 実績報告書

ナノ表面構造制御による高感度バイオセンサの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K04928
研究機関東京海洋大学

研究代表者

大貫 等  東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (60223898)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードバイオセンサ / 免疫センサ / 電気化学インピーダンス法 / 再生技術
研究実績の概要

本研究では高感度かつ高い選択性を持つミオグロビンバイオセンサの開発を目指している.特に昨年度,ブロッキング材としてポリエチレングリコール 系分子の2-(2-Aminoethoxy)ethanol を用いることで,センシング表面での非特異吸着を大幅に抑制することに成功し,信頼性の大幅な向上につながった.一方で開発したセンサは再利用できないという問題点が残っていた.そこで本年度は再生可能なセンサの開発をすべく,抗体の一軸配向固定に用いているProtein G’の特性に着目し,再生可能なセンサの開発を試みた.Protein G’は,有る特定の方向でIgG抗体と特異結合するタンパク質である.中性溶液中でこの結合は維持されるが,酸性溶液中ではその結合を絶つ性質を持つ.この性質を利用し,使用後にミオグロビンと結合した抗ミオグロビン抗体を酸性溶液中で脱離させ,新しい抗体を再びProtein G’に捕獲させることでセンサの再生を試みた.
Protein G’からの抗体脱離に使用可能な3種類(クエン酸,酢酸,グリシン)の酸性バッファーをとりあげ,濃度および浸漬時間を変化させて脱離と抗体再固定の条件を探った.結果,グリシンバッファー (0.2 mol/L, pH 2.5) に 10 分間浸漬することで抗体を脱離させることが可能であり,再び中性の抗体溶液中に浸漬することで新しい抗体を捕獲させ得ることが分かった.再生前後のインピーダンスセンサ特性の変化を,抗ミオグロビン抗体を固定化したミオグロビンセンサに関して調べた.その結果,計測可能な濃度範囲は両者でほぼ一致しており,本手法で新たな抗体が確かに固定化されていることが分かった.一方,再生後の試料におけるインピーダンスの増加率は元の7割程度に減少しており,グリシンによるブロッキング表面の変性の可能性があることが示唆された.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 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 1件) 学会発表 (5件)

  • [国際共同研究] University of Rome Tor Vergata(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      University of Rome Tor Vergata
  • [雑誌論文] Self-Powered Hydrogen Peroxidase Sensor and Its Biosensor Application2019

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Ohnuki, Takuya Wako, Barbara Mecheri, Haiyun Wu, and Hideaki Endo
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 ページ: SBBG16-1-7

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab01d2

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of a Novel Enhanced Biosensor System for Real-Time Monitoring of Fish Stress Using a Self-Assembled Monolayer2019

    • 著者名/発表者名
      H. Wu, Y. Fujii, T. Nakano,T. Arimoto, M. Murata, H. Matsumoto,Y. Yoshiura, H. Ohnuki, and H. Endo
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 19 ページ: 1518

    • DOI

      10.3390/s19071518

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Real-time fish stress visualization came true:A novel multi-stage color-switching wireless biosensor system2019

    • 著者名/発表者名
      Wu Haiyun, Shinoda Ryosuke, Murata Masataka, Matsumoto Haruto, Ohnuki Hitoshi, and Endo Hideaki
    • 雑誌名

      Biosensors and Bioelectronics

      巻: 130 ページ: 360 - 366

    • DOI

      10.1016/j.bios.2018.09.042

    • 査読あり
  • [学会発表] 櫛形電極ミオグロビンバイオセンサの再生技術の探索2019

    • 著者名/発表者名
      藤城 志遥,大貫 等,津谷大樹,呉 海雲,遠藤 英明
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 電気化学インピーダンスバイオセンサーにおける非特異吸着の除去2019

    • 著者名/発表者名
      本田陽翔,大貫 等,津谷大樹,呉 海雲,遠藤 英明
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 電気化学インピーダンス法によるマルチセンシング平行平板型電極の開発2018

    • 著者名/発表者名
      本田 翔陽,大貫 等,津谷大樹,呉 海雲,遠藤 英明
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] Micro-gapped parallel plate electrodes: a new design for electrochemical impedance biosensor2018

    • 著者名/発表者名
      H. Ohnuki, Y. Kusaka, H. Wu, H. Endo, D. Tsuya
    • 学会等名
      Biosensors 2018
  • [学会発表] Self-Powered Hydrogen Peroxise Sensor and Its Biosensor Application2018

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Ohnuki, Takuya Wako, Barbara Mecheri, Haiyun Wu, Daiju Tsuya, and Hideaki Endo
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials

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公開日: 2019-12-27  

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