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2012 年度 実績報告書

シリコン集積センサ構造リポソームインタクト固定化バイオセンサ技術の安定化・高度化

研究課題

研究課題/領域番号 22360144
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

野田 実  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (20294168)

研究分担者 島内 寿徳  岡山大学, その他の研究科, 准教授 (10335383)
山下 馨  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (40263230)
福澤 理行  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (60293990)
寒川 雅之  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (70403128)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワードリポソーム / カンチレバーセンサ / 蛍光センサアレイ / インピーダンスセンサ / リポソーム集積デバイス / ターゲット蛋白質 / 固定化 / 誘電緩和
研究概要

本年度は本科研最終年度にあたり、申請計画最終部に予定した(1)リポソームカンチレバーセンサ技術の向上と同センサ評価、(2) リポソーム固定化蛍光センサアレイ技術の向上と同センサ評価、そして(3)前年度作製技術を検討したリポソームインピーダンスセンサ(高周波:0.1G-数十GHz帯)の基本特性解析、センサ評価を行い、各々将来に向けてリポソーム集積デバイスセンシング性能向上が図れる有効な結果が得られた。
上記結果として、(1)では静的検出での高感度化を実現しうるカンチレバー歪抵抗変化時の低雑音化が可能なNiCr薄膜歪ゲージの導入とバイオ液滴保持構造の安定化を行い、昨年度のSiゲージに比べ抵抗変化10-100ppmオーダーのより安定した検出が可能となり、リポソームとの相互作用特性が異なるターゲット蛋白質(CABとAβ)のリポソーム固定化カンチレバー上への導入により、歪抵抗経時変化特性が定性的に異なることが分かり、相互作用動特性が検知できると示唆された。(2)では各画素ごとにリポソーム条件(リポソーム種)、バイオターゲット条件(種類)を変化させた蛍光センサアレイデバイス(3x3, 700ミクロン角液滴保持構造)、蛍光像測定解析システムを完成し、全画素同時計測で各画素内546nm波長付近(緑)の蛍光強度解析の結果、2次元蛍光強度プロットにてバイオターゲット種を同濃度とともに十分識別できた。(3)ではセンサ構造の寸法、材料定数に依存するインピーダンス特性を考慮して形成液滴(100nL: 約700ミクロン角)での誘電緩和特性を検出するが、本センサで測定したターゲット蛋白質(CAB)との相互作用によるリポソーム水和水の誘電緩和特性は従来装置構成の開口プローブ法(試験管内溶液中5-7mm径)による同特性の結果を再現できた。即ちセンサデバイスの高周波特性から誘電緩和特性を定量的に検出できた。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [学会発表] 蛍光分子封入リポソームを用いた新規な微細アレイ蛋白質センサデバイスとその経時特性解析2013

    • 著者名/発表者名
      藤本 貴士, 島内 寿徳, 福澤 理行, 高田 佳祐, 山下 馨, 馬越 大, 野田 実
    • 学会等名
      29p-G17-10, 2013 年第60 回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      20130329-20130329
  • [学会発表] 液滴固定構造バイオセンサのマイクロ波帯測定によるリポソーム-対象バイオ分子間相互作用の誘電分散解析2013

    • 著者名/発表者名
      髙田 佳祐,藤本 貴士,山下 馨, 野田 実
    • 学会等名
      28p-G17-11, 2013 年第60 回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      20130328-20130328
  • [学会発表] NiCr 薄膜歪ゲージマイクロカンチレバーセンサを用いたリポソーム‐タンパク質間相互作用検出2013

    • 著者名/発表者名
      藤本 貴士, 寒川 雅之, 高田 佳祐, 山下 馨, 野田 実
    • 学会等名
      28p-G17-12, 2013 年第60 回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      20130328-20130328
  • [学会発表] A new biosensing by dielectric dispersion analysis of interaction between lipid membrane of liposome and target biomolecules up to 20 GHz range2012

    • 著者名/発表者名
      K. Takada, K. Yamashita, M. Noda, T. Shimanouchi, and H. Umakoshi
    • 学会等名
      B2L-B3, IEEE Sensors 2012
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      20121029-20121031
  • [学会発表] A new intact immobilization of liposome as sensing bio nano-particle on oxidized metal electrode structure2012

    • 著者名/発表者名
      M. Noda, K. Takada, M. Nakai, K. Yamashita, T. Shimanouchi, and H. Umakoshi
    • 学会等名
      A1L-B2, IEEE Sensors 2012
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      20121029-20121031
  • [学会発表] (招待講演) モデル細胞膜リポソームを用いたバイオセンシング2012

    • 著者名/発表者名
      野田 実
    • 学会等名
      センシング技術応用研究会
    • 発表場所
      常翔学園大阪センター
    • 年月日
      20120727-20120727
    • 招待講演
  • [学会発表] 電解質封入リポソームを用いたタンパク質検出用漏れ電流検知バイオセンサ2012

    • 著者名/発表者名
      高田 佳祐, 小原 友里, 島内 寿徳, 山下 馨, 馬越 大, 野田 実
    • 学会等名
      BMS-12-011, 平成24年度 電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      20120612-20120612
  • [学会発表] A Planar-type Leakage Current and Impedance Microsensor for Detection of Interaction between Liposome and Protein2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohara, P. Lorchirachoonkul, K. Yamashita, M. Noda,O. A. Alberto, T. Shimanouchi
    • 学会等名
      PC-11, IMFEDK 2012
    • 発表場所
      Suita, Japan
    • 年月日
      20120509-20120511
  • [備考] 京都工芸繊維大学 大学院工芸科学研究科 電子システム工学専攻 電子機器工学講座

    • URL

      http://www.cis.kit.ac.jp/~led/

  • [備考] 電子機器工学

    • URL

      http://www.es.kit.ac.jp/upload/labs/ele_device.pdf

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公開日: 2014-07-24  

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