2013 Fiscal Year Annual Research Report
磁気マーカーを用いた先端バイオ免疫検査システムの開発
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24246072
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
圓福 敬二 九州大学, 超伝導システム科学研究センター, 教授 (20150493)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 敬 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 准教授 (30380588)
隈 博幸 長崎国際大学, 薬学部, 准教授 (40435136)
井上 昌睦 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 准教授 (80346824)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | バイオセンサ / 免疫検査 / 磁気マーカー / 磁気イメージング / 磁気センサ |
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| Research Abstract |
免疫検査は医療診断や医薬開発の分野で必要となる蛋白質や病原菌などの種々のバイオ物質を検出するための基盤となる検査法である。本研究では、磁気マーカーを用いた磁気的な検査システムを用いて、従来の光学的手法には無い種々の新機能を開発するとともに、免疫検査実験を通して本検査法の有効性を実証することを目的としている。本年度に得られた主な成果は以下の通りである。
１．磁気マーカーは磁気ナノ粒子の凝集体から構成され、その磁気特性は凝集の程度に強く依存する。このため、凝集の程度と磁気特性の関係を定量的に評価できる解析手法を新たに開発し、基本パラメータである磁気モーメントや異方性磁気エネルギーの分布を明らかにした。これにより、免疫検査に適した磁気マーカーの選定を可能にするとともに、磁気マーカーの高性能化のための指針を明らかにした。
２．申請者等の開発してきた固定用ポリマービーズを用いたBF (Bound/Free) 分離不要の液相検査システムを高度化した。磁気センサの低雑音化、最適な磁気マーカーの選定、及び計測手法の高度化により、10,000個の極めて微量な磁気マーカーの検出を可能にした。またビオチンの検出実験では、1 atto-mol/mlの感度が得られており、BF分離不要での液相検査の高感度性を実証した。
３．免疫検査を体内診断へと展開するための磁気ナノ粒子イメージングシステムを開発した。ピコテスラ程度の微弱な磁気信号を計測するため、冷却銅コイルや超伝導コイルを用いて高感度な交流磁場計測システムを開発した。これにより、100 mmの深部にある重さ0.1 mgの磁気マーカーを信号対雑音比10で明瞭に検出することを可能にした。また、特異値分解法と呼ばれるデータ解析法を用いて、計測した磁界マップから磁気マーカーの位置を高精度に推定するためのイメージング手法を開発した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の研究は当初の計画通りに進んでおり、研究遂行において特に問題はなかった。本年度は昨年度に引き続き、1) 磁気マーカーの特性解明と高性能化、2) 液相免疫検査法の高感度化、及び、3) 体内診断のための磁気イメージングシステムの開発を行ったが、研究実績の概要に記したようにそれぞれの課題に関して多くの成果が得られた。これにより磁気的なバイオ免疫検査システムのための要素技術を高度化するとともに、試作システムによる実証実験を通して、高性能システム開発のための指針を明らかにすることが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで当初の計画通りに研究が進展しており、今後の研究遂行においても特に大きな問題はないと思われる。本年度までに得られた成果を発展させてそれぞれの要素技術を高度化するとともに、これらを統合して従来の光学的手法には無い新規な機能を持った磁気的なバイオ免疫検査システムの開発を行っていく予定である。
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