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2022 年度 実績報告書

分子マーカーの多種類同時計測を目指したスマートフォン型バイオセンサの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K14748
研究機関東京工業大学

研究代表者

當麻 真奈  東京工業大学, 工学院, 助教 (20756697)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードバイオセンサ / プラズモニクス / モバイルヘルス
研究実績の概要

本研究では、疾病や健康状態に関わる生体分子をスマートフォン内蔵のカメラで迅速・高感度かつ定量的に検出できるバイオセンシング技術の確立を目的として、標的の生体分子をセンサ感応部の色の変化として数値化して検出可能な金属ナノ構造配列表面を開発した。センサ基板の色の変化による標的分子の検出を可能にするため、鮮やかに発色する金属ナノドームアレイ構造をセンサの感応部に用いたセンサ基板を作製し、そのセンサ性能評価を行った。
2021年度までに、色相角度で数値化された色をセンサ信号に用いるために最適な金属ナノドームアレイ構造を実験ならびに数値計算によって決定し、溶液の屈折率変化を検出する屈折率センサとしての性能評価を行った。また、モデルイムノアッセイによる比色型プラズモニックバイオセンサの性能評価を行った。反射分光法および反射画像からの色相角度解析による測定を行い、両手法による信号対ノイズ比および検出限界濃度を比較した。その結果、比色法の検出限界濃度は分光法よりもわずかに劣るものの、概ね同等のセンサ性能が得られることが明らかとなった。これにより、提案の比色型プラズモニックバイオセンサの原理実証がなされた。
2022年度には、腫瘍マーカーの一つである神経特異エノラーゼ(NSE)の検出性能評価を行った。センサ基板のカラー画像の画像処理の改良によって、蛍光標識等を用いない直接検出法で、診断基準値レベルのNSEの検出に成功した。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Sensitive Label‐Free Immunoassay by Colorimetric Plasmonic Biosensors Using Silver Nanodome Arrays2022

    • 著者名/発表者名
      Toma Mana、Itakura Yuji、Namihara Shinnosuke、Kajikawa Kotaro
    • 雑誌名

      Advanced Engineering Materials

      巻: 25 ページ: 2200912~2200912

    • DOI

      10.1002/adem.202200912

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 断面SEM解析を用いた金属ナノピラーアレイのFDTDモデリング2023

    • 著者名/発表者名
      杉本 陽祐, 梶川 浩太郎, 當麻 真奈
    • 学会等名
      第70回 応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] Label-Free Biosensing by Colors of Plasmonic Metasurface2022

    • 著者名/発表者名
      Mana Toma, Shinnosuke Namihara, Yuji Itakura, Kotaro Kajikawa
    • 学会等名
      THE 22ND INTERNATIONAL VACUUM CONGRESS IVC-22
    • 国際学会
  • [学会発表] Plasmonic Color Generation by Metal Nanopillar Array2022

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Sugimoto, Mana Toma, Kotaro Kajikawa
    • 学会等名
      The 15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics
    • 国際学会
  • [学会発表] 比色型プラズモニックセンサによる神経特異エノラーゼの検出2022

    • 著者名/発表者名
      並原 慎之輔, 梶川 浩太郎, 當麻 真奈
    • 学会等名
      第83回応用物理学会秋春季学術講演会
  • [備考] T2R2 東京工業大学リサーチリポジトリ

    • URL

      https://t2r2.star.titech.ac.jp/cgi-bin/researcherinfo.cgi?q_researcher_content_number=CTT100794803

  • [備考] Google scholar

    • URL

      https://scholar.google.co.jp/citations?user=04UXBRsAAAAJ&hl=ja

  • [備考] Research map

    • URL

      https://researchmap.jp/7000012167

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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