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2018 年度 実績報告書

IoT技術の基盤となるDNAアプタマーを用いた網羅的水質センサの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H03328
研究機関北海道大学

研究代表者

佐藤 久  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (80326636)

研究分担者 羽深 昭  中央大学, 理工学部, 助教 (30735353)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードセンサ
研究実績の概要

ノロウイルス(NoV)は世界中のウイルス性胃腸炎の主な原因である。本研究では、ELISAにおける抗体をDNAアプタマーに置換した新たなNoVのオンサイト分析可能な検出法、酵素結合アプタマー吸着(Enzyme-linked Aptamer Sorbent Assay:ELASA)の開発を試みた。
本年度はマウスノロウイルス(MNV)検出のためのELASAを確立することができた。検量線を作成したところ、MNV濃度と発光量に指数関数的な関係が見られた。分析条件の最適化の結果、ELISAよりも高感度に(10^3 PFU/mL=10^5個/mL)MNVを検出することができた。また、本法はBSA、MNVS7に対して選択性があることが明らかになった。基質添加前の洗浄回数を増やすことで西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)の非特異的吸着のみならず非特異的に吸着した二次アプタマーとHRPの結合体も取り除くことができることも明らかとなった。
しかしながら、環境水中のMNVの検出では競合物質の影響を受けるためにバックグラウンドが高くなることが課題として残された。従って、MNVの定量および環境水中のMNVの検出ためにはさらなる感度の向上が求められる。現在の問題点の一つとして、ウェルのブロッキングが適切でないために二次アプタマーが非特異的吸着し、ブランクの発光量が高くなっていること考えられる。今後はブロッキングバッファーやブロッキングの時間などの検討による感度向上を行う必要がある。

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

当初の計画ではELISAと同程度の感度を目指していたが,予想以上にアプタマーの感度が高く、ELISAよりも高感度にマウスノロウイルスを検出することができたため.

今後の研究の推進方策

三年目は五価のヒ素の簡易分析技術を開発する。最終年度であるため、これまでに開発したセンサを一つのプラットフォームに構築し、マルチセンサを開発する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Development of a simple analytical method to determine arsenite using a DNA aptamer and gold nanoparticles2019

    • 著者名/発表者名
      Koji Matsunaga, Yu Okuyama, Reiko Hirano, Satoshi Okabe, Masahiro Takahashi, Hisashi Satoh
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 224 ページ: 538-543

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2019.02.182

    • 査読あり
  • [学会発表] DNAとナノ粒子を用いた簡易ヒ素検出法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      松永 光司・奥山 優・平野 麗子(セルスペクト)・岡部 聡・高橋 正宏・佐藤 久
    • 学会等名
      第53回日本水環境学会年会
  • [学会発表] 三価と五価のヒ素を分別定量可能な新規光学的簡易バイオセンサーの開発2018

    • 著者名/発表者名
      松永 光司・奥山 優・岡部 聡・高橋 正宏・佐藤 久
    • 学会等名
      第55回環境工学研究フォーラム
  • [学会発表] DNAアプタマーを用いた簡易ヒ素(Ⅲ)分析手法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      松永 光司・奥山 優・岡部 聡・高橋 正宏・佐藤 久
    • 学会等名
      地下水・土壌汚染とその防止対策に関する研究集会
  • [学会発表] Development Of An Optical Sensor For Norovirus Detection2018

    • 著者名/発表者名
      C. Meegoda, H. Satoh
    • 学会等名
      IWA-World Water Congress & Exhibition 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Development Of A Simple Analytical Method For Determination Of Arsenite Using A DNA Aptamer And Gold Nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      K. Matsunaga, H. Satoh
    • 学会等名
      IWA-World Water Congress & Exhibition 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Enzyme-Linked Oligonucleotide Assay (ELONA) for Pathogenic Microorganism Detection in Aquatic Samples2018

    • 著者名/発表者名
      C. Meegoda, Reiko HIRANO, Masaaki KITAJIMA, Masahiro TAKAHASHI,Satoshi OKABE,H. Satoh
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a Simple Analytical Method for Determination of Arsenite Using a DNA Aptamer and Gold Nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Koji MATSUNAGA, Yu OKUYAMA, Masahiro TAKAHASHI, Satoshi OKABE, H. Satoh
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference
    • 国際学会
  • [備考] 佐藤久研究グループWebsite

    • URL

      http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/aqua/contents/HisashiSatoh/index-HisashiSatoh.html

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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