| 研究課題/領域番号 |
17H01066
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
岩長 祐伸 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主幹研究員 (20361066)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | メタ表面 / 蛍光センシング / バイオマーカー / 分子検出 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、独自に考案、実証した光放射率の高いメタ表面を活用して、超高感度かつ再現性の高い蛍光センシングシステムの開発を行っている。前年度までに特異的（対象選択的）にバイオマーカー分子をメタ表面上に固定して、高感度な蛍光センシングができることを実験的に確認した。
平成30年度は、実施計画に沿って、バイオマーカー分子の高感度蛍光センシングをさらに進めるために、メタ表面上にマイクロ流路の導入を行った。これにより、試薬の流量を定量的に制御できるようになったことに加えて、マイクロリットル程度の微量の試薬であっても、メタ表面上に流し、ターゲット分子の固定を行うことが可能になった。従来の滴下方式と比べて、３桁以上固定効率が良くなり、蛍光センシングシステムとしての一層の高感度化を実現した。今後、抗体や癌マーカー分子の蛍光センシングを進めて、系統的なデータを取りまとめて、特許出願や論文投稿などを通じて、成果の発信を行っていく。
これまでに見出していた金属表面をもつメタ表面に加えて、誘電体のみからなるメタ表面に優れた蛍光強度増強性能があることを新たに見出した。誘電体メタ表面にこのような特性があることは予見されておらず、新しい発見に至った。誘電体メタ表面は、金などの金属材料を含まないため、作製工程が簡素化され、結果として低コスト化につながる実用的な利点をもつ。
なお、本研究課題に関連して、平成30年度内に論文発表５件、招待講演２件（いずれも登壇）を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
メタ表面を活用した新しい蛍光センシングシステムの開発は、マイクロ流路の導入などにより、必要な要素を補完しながら、全体として着実に進んでいる。さらに、今年度においては、誘電体メタ表面の優れた蛍光増強性能の発見もあり、システムの要素技術に関する新発見があった点を当初想定にはなかった新たな進展であると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究を通じて、特異的なバイオ分子の固定法に関する選択肢への理解が進んできた。よりよい固定法、条件を検証しながら、検出システムとしての高感度化を一層進めて、既存の方法を大きく上回る性能実証に努めていく方針である。
また、誘電体メタ表面に関しても、マイクロ流路によるバイオマーカー分子の固定、蛍光検出を行い、その性能を実験的に検証して、バイオセンシング用メタ表面基板の有用な選択肢を増やしていく方針である。
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