| 研究課題/領域番号 |
18K05180
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| 研究機関 | 上智大学 |
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研究代表者 |
橋本 剛 上智大学, 理工学部, 准教授 (20333049)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 金属ナノ粒子 / 細菌検出 / ジピコリルアミン / 電気化学 / ルテニウム錯体 / 分子認識 / 金属錯体 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は「新規応答機構による，細菌の選択的検出または短時間捕集が可能な金属錯体型機能性ナノ粒子を開発する」ことを目的に開始された。細菌はμｍオーダーの大きさであり，肉眼では見えないが，これを凝集させることにより100-1000倍にできれば，肉眼での定性的検出が可能となる。あるいは機器分析における定量測定のうち，化学反応を直接電気信号に変える最もシンプルな測定手段である電気化学的手法を用い，ナノ粒子表面での増幅機構を応用し高感度検出を行う。
２０１９年度の研究実績としては，１）二点認識型複合体シクロデキストリンプローブによるアデノシン二リン酸の選択的検出，２）ルテニウム錯体/シクロデキストリン包接複合体を用いた電気化学的検出，３）ルテニウム錯体修飾金ナノ粒子を用いた細菌の電気化学検出が主なものである。
１）については昨年度開発した，プローブおよびシクロデキストリンのそれぞれに分子認識部位を付けた，弱い相互作用の多点増幅系において，生理的条件下でのADP結合能をさらに高めることができた。２）については、ルテニウム錯体の分子設計とシクロデキストリン就職部にうまくジピコリルアミンを導入できたことで、ATPに対して高感度に応答できる系の確立に見通しを立てることができ、学会でのポスター発表を行う予定である。３）については，これまで糖認識で培った系の検証をすすめ，電極に金ナノ粒子を再現性良く固定化する方法の開発をさらに進めることができた。これらの結果は国内外の学会でポスター/口頭発表を行うことができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究で明らかにしたいことは，①錯体修飾金属ナノ粒子の電気化学検出機構の解明，②蛍光あるいは電気化学による細菌の高感度検出，③選択的細菌凝集能を持つナノ粒子の開発，の３点である。2019年度①について，ナノ粒子を用いずとも高感度に応答する系の存在が示唆されたが，その反応機構についてはいまだ解明中である。②については，電気化学を用いるためのナノ粒子の固定法をさらに改良し、新しい金ナノ粒子の電極固定方法を模索しており，実用化に向けて再現性の高い系を構築することができそうである。③については，これまで開発した系の改良を引き続き検討するとともに、凝集時の細菌の生死にかかわる実験を開始することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在までの進捗状況の①~③に対し，①については，電流増幅機構に関してこれまでの実験結果のまとめと論文化を引き続き進める。②については、包接場であるシクロデキストリンに配位子であるジピコリルアミンをシンプルな形で導入することを検討するとともに、蛍光による分子認識についても検討を開始する。③については、昨年度までの検討をさらに推し進め、より実用化を目指した系の開発に向けて、高い感度を維持したままシンプルで再現性の高い分子設計の検討を行う予定である。
これらの方策を推し進め、また実験成果の適切なまとめ（論文化・特許化）を進めることで、研究成果の定着を図る予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ほぼ予定通りに予算を使用する予定であったが、消耗品類、出張費用などの費用の端数により、若干（0.5％）程度の余りが生じた。
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