カーボン量子ドットの光・電気化学的特性によるデングウイルス血清型の迅速検出

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17F17359
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 朴 龍洙 静岡大学, グリーン科学技術研究所, 教授 (90238246)
• 研究分担者: DUTTA CHOWDHURY ANKAN 静岡大学, グリーン科学技術研究所, 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2017-11-10 – 2020-03-31
• キーワード: カーボン量子ドット / ウイルス検出 / E型肝炎ウイルス / 示唆パルスボルタンメトリー / RNA / ポリアニリン / グラフェン

研究実績の概要

前年度完成したウイルス検出系を用いて、ウイルス検出に必要な各種パラメーターの設定を行い、検出感度や選択性等を調べた。世界中の急性ウイルス性肝炎の主要な原因の1つであるE型肝炎ウイルス（HEV）を標的ウイルスとし、予備実験の際には、感染性のないE型肝炎ウイルス様粒子（HEV-LP）を用いて電気化学的HEVの検出を行った。
グラフェン量子ドットと金の埋め込まれたポリアニリンナノワイヤ層に、抗HEV抗体を修飾したグラフェン層をコーティングすることで、導電性の高い電極を作製することができた。ウイルスが電極に蓄積する段階で、外部電気パルス（+0.8V）を導入すると、他の条件より電気化学的シグナルが高くなることが判明した。これによって、ポリアニリンナノワイヤ表面が拡大したし、標的ウイルスが抗体に接触しやすくなり、HEVに対する感度が向上した。
標的HEVは、G1、G3、G7を含むさまざまなHEV遺伝子型および細胞培養上清から得られたフェレットHEV、並びにG7 HEVに感染したサルから採取した一連の糞便検体サンプルを用いて、HEVを検出感度、96.7 RNA copy/mLで検出した。この感度はリアルタイムの定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖（RT-qPCRと同様であった。本研究で開発した電極は、ウイルスの存在を電気化学的シグナルに変換可能な独創的な成果であり、高感度でウイルスの検出を可能とするPCRに代わる画期的なものである。本研究はNature Communication 10:3737 (2019)に掲載された。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元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] Dual modality sensor using liposome-based signal amplification technique for ultrasensitive norovirus detection (2020)
  • 著者名/発表者名: Ganganboina Akhilesh Babu、Chowdhury Ankan Dutta、Khoris Indra Memdi、Nasrin Fahmida、Takemura Kenshin、Hara Toshimi、Abe Fuyuki、Suzuki Tetsuro、Park Enoch Y.
  • 雑誌名: Biosensors and Bioelectronics 巻: 157 ページ: 112169～112169
  • DOI: 10.1016/j.bios.2020.112169
  • 査読あり
• [雑誌論文] The detection and identification of dengue virus serotypes with quantum dot and AuNP regulated localized surface plasmon resonance (2020)
  • 著者名/発表者名: Chowdhury Ankan Dutta、Takemura Kenshin、Khorish Indra Memdi、Nasrin Fahmida、Ngwe Tun Mya Myat、Morita Kouichi、Park Enoch Y.
  • 雑誌名: Nanoscale Advances 巻: 2 ページ: 699～709
  • DOI: 10.1039/C9NA00763F
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fluorometric virus detection platform using quantum dots-gold nanocomposites optimizing the linker length variation (2020)
  • 著者名/発表者名: Nasrin Fahmida、Chowdhury Ankan Dutta、Takemura Kenshin、Kozaki Ikko、Honda Hiroyuki、Adegoke Oluwasesan、Park Enoch Y.
  • 雑誌名: Analytica Chimica Acta 巻: 1109 ページ: 148～157
  • DOI: 10.1016/j.aca.2020.02.039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Advancement of capture immunoassay for real-time monitoring of hepatitis E virus-infected monkey (2020)
  • 著者名/発表者名: Khoris Indra Memdi、Chowdhury Ankan Dutta、Li Tian-Cheng、Suzuki Tetsuro、Park Enoch Y.
  • 雑誌名: Analytica Chimica Acta 巻: 1110 ページ: 64～71
  • DOI: 10.1016/j.aca.2020.02.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Methylene blue-encapsulated liposomal biosensor for electrochemical detection of sphingomyelinase enzyme (2019)
  • 著者名/発表者名: Chowdhury Ankan Dutt、Park Enoch Y.
  • 雑誌名: Sensors and Actuators B: Chemical 巻: 301 ページ: 127153～127153
  • DOI: 10.1016/j.snb.2019.127153
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical pulse-induced electrochemical biosensor for hepatitis E virus detection (2019)
  • 著者名/発表者名: Chowdhury Ankan Dutta、Takemura Kenshin、Li Tian-Cheng、Suzuki Tetsuro、Park Enoch Y.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 ページ: 3737-
  • DOI: 10.1038/s41467-019-11644-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] A biosensor for Influenza virus detection, controlling distance dependent LSPR between AuNPs and CdZnSeS quantum dots (2019)
  • 著者名/発表者名: Fahmida Nasrin, Ankan Dutta Chowdhury, Kenshin Takemura, Enoch Y. Park
  • 学会等名: 第71回日本生物工学会大会
• [学会発表] Controlling Size, Concentration and Distance of Surface Plasmon Resonance, Application of Virus Detection by LSPR Regulated Biosensor (2019)
  • 著者名/発表者名: Ankan Dutta Chowdhury, Fahmida Nasrin, Kenshin Takemura, Hiroyuki Honda, Enoch Y. Park
  • 学会等名: 第71回日本生物工学会大会
• [学会発表] Fluorescent-Labeled Liposomal Amplified Biosensor for the Ultrasensitive Detection of Virus (2019)
  • 著者名/発表者名: Sabrina Sarmin, Ankan Dutta Chowdhury, Enoch Y. Park
  • 学会等名: 第71回日本生物工学会大会
• [学会発表] Electrochemical Pulse Induced Biosensor for Virus Detection using GQDs@AuNP-PAni Nanocomposites (2019)
  • 著者名/発表者名: Ankan Dutta Chowdhury, Kenshin Takemura and Enoch.Y Park
  • 学会等名: ternational Conference on Nanotechnology and Smart Materials, Design Artificial Intelligence, Manufacturing and Engineering
  • 国際学会
• [学会発表] Fluorometric sensing platform based on localized surface plasmon resonance using quantum dots-gold nanocomposites optimizing the linker length variation (2019)
  • 著者名/発表者名: Fahmida Nasrin, Ankan Dutta Chowdhury, Kenshin Takemura and Enoch Y. Park
  • 学会等名: 64th Annual meeting of the Biophycal Society
  • 国際学会
• [学会発表] Biosenseo for virus detection controlling the distance dependent LSPR between gold nanoparticles and quantum dots (2019)
  • 著者名/発表者名: Fahmida Nasrin, Ankan Dutta Chowdhury, Kenshin Takemura, Enoch Y. Park
  • 学会等名: The 6th International Symposium toward the Future of Advanced Researches in Shizuoka University
  • 国際学会
• [学会発表] Detection of Sphingomyelinase Enzyme by Methylene Blue Encapsulated Liposome Applying Electrochemical Amplified Process (2019)
  • 著者名/発表者名: Ankan Dutta Chowdhury and Enoch Y. Park
  • 学会等名: 64th Annual meeting of the Biophycal Society
  • 国際学会
• [図書] Green Science and Technology (2019)
  • 著者名/発表者名: Enoch Y. Park, Takayuki Saito, Hirokazu Kawagishi, Masakazu Hara編集
  • 総ページ数: 350
  • 出版者: CRC Press
  • ISBN: 978-0367415136
• [備考] 生物工学研究室
  • URL: http://www.agr.shizuoka.ac.jp/c/biotech/