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2018 年度 実績報告書

固定化不要な電気化学アプタマーセンサの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K14023
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

安川 智之  兵庫県立大学, 物質理学研究科, 教授 (40361167)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード電解還元析出 / DNAアプタマー / 白金錯体 / インターカレーション / プロトン触媒還元
研究実績の概要

本研究の目的はターゲット分子を含む溶液中に分子認識素子であるDNAアプタマーとシグナル変換素子である白金錯体を混合するだけで,高感度計測可能な電気化学システムを構築することである.本研究では,アプタマーにインターカレートしている白金錯体が電解還元されず,「ターゲット分子の認識により初めて白金錯体を遊離してシグナル変換」することができるワンステップ化と白金錯体の電解還元による電極表面上への白金のナノ粒子を析出によるプロトン触媒還元能の付与による高感度化を実現した計測システムを提案している.
ITO電極の活性化による電子移動反応速度の向上について調査した.ITO電極に負電位を印加すると大きな還元電流が流れるとともに,電極の色が無色透明から茶褐色に変化した.また,この電極を用いた電気化学活性種の酸化還元応答は,ピークセパレーションの小さい理想的な酸化還元電流応答が得られた.XPSおよびSEM観察より,インジウム酸化物が金属インジウムに還元され,薄膜を形成する粒子サイズが増加し表面が粗くなった.さらに,この活性化ITO電極を用いて,白金の電解還元に伴うプロトンの触媒還元反応を用い,トロンビン検出の高感度化を行った.
また,アプタマー修飾微粒子の誘電泳動を利用したトロンビンセンサの開発を行った.微粒子の表面電荷量(表面導電率)と交差周波数の関連を調査し,理論と一致することを示した.さらに,微粒子に固定化したトロンビンアプタマーにトロンビンが結合すると微粒子表面の電荷量が減少し交差周波数が低周波数側にシフトした.微粒子サイズの減少に伴い,計測できるトロンビンの濃度領域を低濃度化できることがわかった.認識素子として,多様な標的分子への認識能を有する抗体の使用について検討を開始することができた.

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Particle Patterning Based on Positive Dielectrophoresis Using a Scanning Microelectrode2019

    • 著者名/発表者名
      Yasukawa Tomoyuki、Gotoh Takuma、Yasuda Takashi、Suzuki Masato、Mizutani Fumio
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 31 ページ: 23~23

    • DOI

      10.18494/SAM.2019.2038

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Label-Free Rapid Separation and Enrichment of Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells from a Heterogeneous Cell Mixture Using a Dielectrophoresis Device2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka Junya、Ohsugi Yu、Yoshitomi Toru、Yasukawa Tomoyuki、Sasaki Naoki、Yoshimoto Keitaro
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 18 ページ: 3007~3007

    • DOI

      10.3390/s18093007

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 誘電泳動による微粒子配列を利用した新規アプタマーセンサの開発2019

    • 著者名/発表者名
      安川智之
    • 学会等名
      平成30年度 先端医工学研究センターフォーラム
    • 招待講演
  • [学会発表] 3次元グリッド電極を用いた一括電気回転による細胞の誘電特性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木雅登,竹内梨乃,林凌太朗,安川智之
    • 学会等名
      電気化学会第86回大会
  • [学会発表] 誘電泳動による細胞アレイの形成,機能評価および標的細胞の選択的回収2019

    • 著者名/発表者名
      波多美咲,鈴木雅登,安川智之
    • 学会等名
      電気化学会第86回大会
  • [学会発表] バイオLSIを用いた化学物質のゼブラフィッシュ胚の呼吸に与える影響の評価2019

    • 著者名/発表者名
      寺尾和輝,鈴木雅登,國方亮太,須田篤史,井上(安田)久美,伊野浩介,末永智一,安川智之
    • 学会等名
      電気化学会第86回大会
  • [学会発表] マイクロウェルアレイ電極を用いたミエローマ細胞-B細胞ペアの形成と細胞融合2018

    • 著者名/発表者名
      岡山太樹, 鈴木雅登, 磯崎勇志, 湊元幹太, 冨田昌弘, 安川智之
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第37回研究会
  • [学会発表] バイオLSIを用いたゼブラフィッシュ胚の呼吸活性を指標とした生態影響試験の開発2018

    • 著者名/発表者名
      寺尾和輝, 鈴木雅登, 國方亮太, 須田篤史, 井上(安田) 久美, 伊野浩介, 末永智一, 安川智之
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第37回研究会
  • [学会発表] 電解還元したインジウム-スズ酸化物薄膜電極の電気化学特性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      井ノ崎玲央奈,窪田慎太郎,有本 聡,中山 浩,吉岡俊彦,鈴木雅登,安川智之
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第37回研究会
  • [学会発表] Electrochemical microscopy for the oxygen consumption of contractile myotubes2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Yasukawa, Ryoji Hosohara, Yuki Igaki, Fumio Mizutani
    • 学会等名
      10th International Symposium on Organic Molecular Electronics (ISOME2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Single cell pairs formed with myeloma cells and B cells by microwell array electrodes for efficient production of hybridoma2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Okayama, Masato Suzuki, Yushi Isozaki, Kanta Tsumoto, Masahiro Tomita, Tomoyuki Yasukawa
    • 学会等名
      The 10th International Symposium on Microchemistry and Microsystems
    • 国際学会
  • [学会発表] Ecological impact assessment of chemical substances based on the monitoring of oxygen consumption of zebrafish embryos by Bio?LSI2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Terao, Masato Suzuki, Ryota Kunikata, Atsushi Suda, Kumi Y. Inoue, Kosuke Ino, Tomokazu Matsue, Tomoyuki Yasukawa
    • 学会等名
      The 10th International Symposium on Microchemistry and Microsystems
    • 国際学会
  • [学会発表] Rapid formation of single-cell pairs for producing hybridomas2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Yasukawa, Masati Suzuki, Fumio Mizutani
    • 学会等名
      17th International Meeting on Chemical Sensors
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 電解還元したインジウムースズ酸化物薄膜の電極特性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      井ノ崎玲於奈,窪田慎太郎,鈴木雅登,安川智之
    • 学会等名
      分析化学中部近畿合同夏期セミナー
  • [学会発表] 電気回転法を用いた膜タンパク質発現量に基づく細胞種の同定2018

    • 著者名/発表者名
      竹内梨乃,鈴木雅登,安川智之
    • 学会等名
      分析化学中部近畿合同夏期セミナー
  • [学会発表] 隔膜型流路デバイスを用いた誘電泳動による粒子の捕捉2018

    • 著者名/発表者名
      楠本紗耶果,鈴木雅登,安川智之
    • 学会等名
      分析化学中部近畿合同夏期セミナー
  • [学会発表] 3次元グリッド電極を用いた電気回転現象による回転速度の計測2018

    • 著者名/発表者名
      林 凌太郎,鈴木雅登,安川智之
    • 学会等名
      分析化学中部近畿合同夏期セミナー
  • [学会発表] アルギン酸粒子の酵素保持能のイメージング2018

    • 著者名/発表者名
      明 達人,鈴木雅登,安川智之
    • 学会等名
      分析化学中部近畿合同夏期セミナー
  • [学会発表] Monitoring of oxygen consumption of zebrafish embryos by Bio-LSI for the acute toxicity test of chemicals2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Terao, Masato Suzuki, Ryota Kunikata, Atsushi Suda, Kumi Y. Inoue, Kosuke Ino, Tomokazu Matsue, Tomoyuki Yasukawa
    • 学会等名
      RSC Tokyo International Conference 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Fusion of cell pairs formed by dielectrophoretic manipulation with microwell array electrodes2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Okayama, Masato Suzuki, Yushi Isozaki, Kanta Tsumoto, Masahiro Tomita, Tomoyuki Yasukawa
    • 学会等名
      RSC Tokyo International Conference 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 誘電泳動を用いたアプタマーセンサーの開発2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木雅登,岡崎 仁,安川智之
    • 学会等名
      第12回 バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] ゼブラフィッシュ胚の酸素消費量に基づく化学物質のリスク評価法2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木雅登,寺尾和輝,國方亮太,須田篤史,井上(安田) 久美,伊野浩介,末永智一,安川智之
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
  • [学会発表] Rapid formation of cell arrays and collection of single target cells based on dielectrophoretic manipulation2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Yasukawa, Fumio Mizutani, Masato Suzuki
    • 学会等名
      4th Asian Symposium for Analytical Sciences (ASAS)
    • 国際学会
  • [学会発表] アプタマー修飾微粒子の誘電泳動挙動とBF分離不要なセンサへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      安川智之,岡崎 仁,鈴木雅登
    • 学会等名
      2018年電気化学秋季大会
  • [学会発表] 誘電泳動による微粒子操作を利用した迅速で簡便なバイオセンシング?溶液を混ぜるだけで分離せずに高速に測る?2018

    • 著者名/発表者名
      安川智之,鈴木雅登
    • 学会等名
      知の交流シンポジウム2018 兵庫県立大学
  • [学会発表] アプタマー修飾微粒子への標的分子の結合による誘電泳動特性2018

    • 著者名/発表者名
      安川智之,岡崎 仁,鈴木雅登
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第38回研究会
  • [学会発表] 単一細胞アレイの形成と標的細胞の選択的な回収2018

    • 著者名/発表者名
      波多美咲,鈴木雅登,安川智之
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第38回研究会
  • [学会発表] 誘電泳動・電気回転による迅速で簡便なバイオ分析法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      安川智之,鈴木雅登
    • 学会等名
      近畿支部創設65周年記念講演会
  • [学会発表] アプタマー修飾微粒子の誘電泳動挙動による混ぜるだけの簡易センサの開発2018

    • 著者名/発表者名
      安川智之,岡崎 仁,鈴木雅登
    • 学会等名
      第64回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
  • [備考] 兵庫県立大学 大学院物質理学研究科 物質反応解析学部門 化学分析学講座

    • URL

      http://www.sci.u-hyogo.ac.jp/material/analytical_chem/index-j.html

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公開日: 2019-12-27  

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