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2022 年度 研究成果報告書

新規迅速バイオ診断手法のための誘電体微粒子の分極特性の解明

研究課題

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研究課題/領域番号 21K18728
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分21:電気電子工学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

中野 道彦  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (00447856)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
キーワード微粒子 / 分極 / 屈折率 / 誘電率 / DNA分子 / エクソソーム
研究成果の概要

微粒子の分極について,その表面の導電率と誘電率からなる複素誘電率に着目した.微粒子表面の導電率は,ゼータ電位を測定することで得られる.一方,誘電率の測定法は確立しておらず,レーザー回折で測定できるかどうかを検証した.誘電体微粒子にDNAを結合し,そのレーザー回折・散乱光角度を計測したところ,DNA結合微粒子と未結合微粒子とで異なる結果が示され,微粒子表面の誘電率測定の可能性が示された.また,生体関連物質のひとつであるエクソソームの誘電体特性を調べ,その膜キャパシタンスが由来細胞と同等であること,正常細胞とがん細胞由来のエクソソームでは分極特性(誘電泳動特性)が異なることを示した.

自由記述の分野

静電気生物応用

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、様々なバイオ関連物質を検出するための共通のプラットフォーム構築を目指し,微粒子表面に付着した物質の誘電率を測定する方法を考案した.これまでにない新しい手法として,微粒子のレーザー光の回折・散乱光を用いることを試みた.その結果,表面に結合DNA分子によって,回折・散乱光が変化することを示し,本手法がこれまでは不可能であった微粒子表面の誘電率測定の手法として使用できる可能性を示した.また,エクソソームの誘電体特性が由来細胞によって異なることを示し,特に,がん細胞由来エクソソームの特性を明らかにし,エクソソームを用いた診断の簡素化・迅速化の可能性を示した.

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公開日: 2024-01-30  

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