蚊媒介性ウイルス疾患の診断に向けた選択的かつ高感度多検体ウイルス検出技術の開発

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20KK0115
• 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: 加藤 竜也 静岡大学, 農学部, 教授 (00397366) ; 宮崎 剛亜 静岡大学, グリーン科学技術研究所, 助教 (30775721)
• 研究期間 (年度): 2020-10-27 – 2023-03-31
• キーワード: virus detection / impedance / Dengue / Zika virus / Chikungunya

研究実績の概要

前年度国内で作製したディスポーザブル電極（DPE）を用いて、国内で蚊媒介性ウイルス、また国外の臨床検体からウイルスの検出を行った。
１）ストレプトアビジン-ビオチン共役法を基盤とした使い捨てDPEの作製及びウイルス検出への応用：室温で使い捨て金電極の表面に金ナノ粒子-ポリニリン（PAni/AuNP）の複合体層を堆積させ、ストレプトアビジン-ビオチン共役法でビオチン化抗体を修飾した。この電極を用いて、蚊媒介性感染性ウイルス、チクングーニャウイルスおよびジカウイルスを100 fg/mLから1 ng/mLの範囲で、それぞれ1.33 fg/mLおよび12.31 fg/mLの検出限界で標的ウイルスを検出することができた。
２）インドネシアでデングウイルスの検出：汎用性のある実用的な使い捨て電極を用いて海外現地に出向いてウイルス検出を行った。PAni/AuNP複合体層をDPEの表面に形成させ、抗体の足場を増やした。電気化学インピーダンス分光法（EIS）で電極の性能を確認し、モデルウイルスとしてノロウイルス様粒子を検出したところ、検出限界が1.80 fg/mLで変動係数も10％未満であった。この電極を用いて、インドネシアで採集した臨床デング熱31検体を調べた結果、陽性13と陰性18の判別ができた。
３）インド、インドネシアでの臨床検体からのデングウイルスの検出：電流を指標とする簡便な小型ポテンシオスタットμStat-400をインドやインドネシアに持ち込み、アンペロメトリー法で臨床検体からデングウイルスの検出を行った。デング熱患者の検体（インド39、インドネシア21、合計60）から、6検体は偽陰性、4検体は偽陽性、33検体は陽性及び17検体は陰性であった。本使い捨て電極で得られた結果は、PCRによる結果と同等であり、実用的なウイルス検出用免疫センサーの実現可能性を示している。

研究成果

• [国際共同研究] Ankan Dutta Chowdhury/Amity Institute of Nanotechnology/Amity University Kolkata(インド)
  • 国名: インド
  • 外国機関名: Ankan Dutta Chowdhury/Amity Institute of Nanotechnology/Amity University Kolkata
• [国際共同研究] Provash C. Sadhukhan/Virus Laboratory/ICMR-NICED(インド)
  • 国名: インド
  • 外国機関名: Provash C. Sadhukhan/Virus Laboratory/ICMR-NICED
• [国際共同研究] Sabar Pambudi/Lab. of Pharmaceut. & Medical Technol./National Research and Innovation Agency(インドネシア)
  • 国名: インドネシア
  • 外国機関名: Sabar Pambudi/Lab. of Pharmaceut. & Medical Technol./National Research and Innovation Agency
• [雑誌論文] Development of disposable electrode for the detection of mosquito‐borne viruses (2023)
  • 著者名/発表者名: Nasrin Fahmida、Khoris Indra Memdi、Chowdhury Ankan Dutta、Muttaqein Sjakurrizal El、Park Enoch Y.
  • 雑誌名: Biotechnology Journal 巻: 19 ページ: 2300125
  • DOI: 10.1002/biot.202300125
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] CdSe-Co3O4@TiO2 nanoflower?based photoelectrochemical platform probing visible light?driven virus detection (2023)
  • 著者名/発表者名: Ganganboina Akhilesh Babu、Khoris Indra Memdi、Konno Akinori、Li Tian-Cheng、Okamoto Akihiro、Park Enoch Y.
  • 雑誌名: Microchimica Acta 巻: 190 ページ: 46
  • DOI: 10.1007/s00604-022-05623-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impedimetric biosensor of Norovirus with low variance using simple bioconjugation on conductive polymer-Au nanocomposite (2022)
  • 著者名/発表者名: Nasrin Fahmida, Khoris Indra Memdi, Chowdhury Ankan Dutta, Boonyakida Jirayu, Park Enoch Y.
  • 雑誌名: Sensors and Actuators B: Chemical 巻: 369 ページ: 132390～132390
  • DOI: 10.1016/j.snb.2022.132390
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanosphere Structures Using Various Materials: A Strategy for Signal Amplification for Virus Sensing (2022)
  • 著者名/発表者名: Muttaqien Sjaikhurrizal El, Khoris Indra Memdi, Pambudi Sabar, Park Enoch Y.
  • 雑誌名: Sensors 巻: 23 ページ: 160～160
  • DOI: 10.3390/s23010160
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Pt-embodiment ZIF-67-derived nanocage as enhanced immunoassay for infectious virus detection (2022)
  • 著者名/発表者名: Khoris Indra Memdi、Kenta Tsuruga、Ganganboina Akhilesh Babu、Park Enoch Y.
  • 雑誌名: Biosensors and Bioelectronics 巻: 215 ページ: 114602～114602
  • DOI: 10.1016/j.bios.2022.114602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Advancement of dengue virus NS1 protein detection by 3D-nanoassembly complex gold nanoparticles utilizing competitive sandwich aptamer on disposable electrode (2022)
  • 著者名/発表者名: Khoris Indra Memdi、Nasrin Fahmida、Chowdhury Ankan Dutta、Park Enoch Y.
  • 雑誌名: Analytica Chimica Acta 巻: 1207 ページ: 339817～339817
  • DOI: 10.1016/j.aca.2022.339817
  • 査読あり
• [学会発表] Polyaniline-based electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) biosensor for virus detection (2022)
  • 著者名/発表者名: Sjaikhurrizal El Muttaqien, 朴 龍洙
  • 学会等名: MINI - SYMPOSIUM RIGST-BRIN,"Biotechnology Applications Against Infectious Diseases"
  • 招待講演
• [学会発表] N,S-グラフェン量子ドット（N,S-GQD）上のS元素ドーピング量の最適化による電気化学的ウイルスセンサーのCV値向上 (2022)
  • 著者名/発表者名: 敦賀健太,Sjaikhurrizal El Muttagien, 朴龍洙
  • 学会等名: 2022年度日本生物工学会
• [学会発表] The development a simple polyaniline gold nanoparticle-based biosensor for norovirus detection (2022)
  • 著者名/発表者名: Sjaikhurrizal EI Muttaqien, Indra M. Khoris and Enoch Y. Park
  • 学会等名: 2022年度日本生物工学会
• [学会発表] Highly Sensitive Virus Detection based on Nanomaterial-based immunoassay (2022)
  • 著者名/発表者名: Indra Memdi Khoris, Sjaikhurrizal EI Muttaqien Rizal, Enoch Y. Park
  • 学会等名: A short meeting Nanobiotechnology
• [学会発表] Development of simple and practical polyaniline gold nanoparticle-based immunosensor for virus detection (2022)
  • 著者名/発表者名: Sjaikhurrizal EI Muttaqien Rizal, Indra Memdi Khoris, Enoch Y. Park
  • 学会等名: A short meeting Nanobiotechnology
• [学会発表] Electrochemical detection of dengue NS1 protein in a simple and portable setup (2022)
  • 著者名/発表者名: Indra Memdi Khoris and Enoch Y. Park
  • 学会等名: 日本農芸化学会2023年大会
• [学会発表] The development of polyaniline gold nanoparticle-based biosensor for simple and versatile virus detection system (2022)
  • 著者名/発表者名: Sjaikhurrizal EL Muttaqien, Indra Memdi Khoris, Enoch Y. Park
  • 学会等名: 日本農芸化学会2023年大会
• [備考] グリーン科学技術研究所教職員
  • URL: https://green.shizuoka.ac.jp/staff/138/