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2023 年度 研究成果報告書

Siナノワイヤの細線化とアスペクト比調整によるウイルス感染超早期診断の実現

研究課題

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研究課題/領域番号 21K18071
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分90130:医用システム関連
研究機関群馬大学

研究代表者

張 慧  群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (80794586)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードシリコンナノワイヤ / バイオセンサ / 構造最適化 / 電子線描画 / 高感度 / ウイルス検出
研究成果の概要

本研究では、感染初期段階の微量なウイルスを高感度かつ迅速に検出するために、Siナノワイヤ(NW)バイオセンサの構造を最適化することで、理論計算と実験の両面からセンサの検出感度向上の可能性を調査した。また、特異的な生体分子を検出するため、Si表面の処理手法を検討した。各表面処理後のSi表面における化学結合の官能基を測定し、その処理手法が有効であることを確認した。さらに、インフルエンザウイルスの検出評価では、抗原HA1と抗体anti-HA1 IgGの結合反応を利用した抗原HA1の検出実験を行い、HA1濃度の増加に伴うセンサ電流が連続的に減少することを確認した。

自由記述の分野

ナノ電子デバイス、医用システム関連

研究成果の学術的意義や社会的意義

ウイルス感染症の拡大により、感染初期のごく微量な生体分子を高感度かつ迅速に検出する診断ツールの開発が渇望されている。PCR法は低濃度物質の高精度検出が可能ですが、時間と労力がかかるのが課題である。本研究では、高感度化に寄与する要素を理論解析した上で、実験検証により低濃度のインフルエンザウイルス抗原HA1の検出を確認した。この研究成果により、ごく微量な生体分子の検出が可能となり、将来的には画期的な疾病の早期診断技術として貢献が期待される。

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公開日: 2025-01-30  

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