AMED研究開発課題データベース 日本医療研究開発機構（AMED）の助成により行われた研究開発の課題や研究者を収録したデータベースです。

• 2021
• 2020
• 2019

【成果報告書】

成果の概要

今年度得られた成果は以下のとおりである。
① シリコン層堆積ハイブリッドフォトニック結晶(PhC)を作製し、抗原抗体反応を用いてアミロイドβ(Aβ)の検出・定量を行った。試作したシリコン層堆積ハイブリッドPhCは、抗原であるAβ濃度（fg/mlオーダー）に対して光学特性変化を観察することができた。しかし、①血清・血清の非特異的吸着によるノイズ、②洗浄過程における抗体脱離、③保管容器のアウトガス吸着、等の原因によって再現性が悪化することが明らかとなったため、抗体固定化方法を前年度までの物理吸着ではなく、化学的に抗体をPhC表面へ固定化することで改善を目指した。化学的に抗体を固定化し、染色操作によって固定化の観察を行った結果、抗体固定化量の増加を確認でき、非特異的吸着の軽減も可能となった。
② 水晶振動子を用いて物理吸着による抗体固定化条件および非特異的吸着軽減の検討を行った。
水晶振動子表面へ抗ヒトAβ抗体を固定化し、重量変化を観察した結果、抗体が1×10 ⁷ 分子/mm ² の密度で固定化されていることが明らかとなった。またPhCセンサーの屈折率応答性をタンパク質が有する屈折率から換算した結果、本センサ―は1×10 ⁴ 分子から検出可能であることが明らかとなった。
③ シリコン層堆積ハイブリッドPhCのパッケージ試作を行った。
前年度までに作製していたPhCは、ナノ構造の欠損や湾曲が観察されており、センサー性能へ影響を及ぼすことが明らかとなっていた。そこで当該年度では作製方法を改善することにより、ナノ構造の欠損・湾曲無くPhCを作製することに成功した。
④ 臨床研究で収集した患者検体を用いた測定を行った。
アルツハイマー病群および疾患コントロール症例群について、実患者の髄液・血清を用いてAβの検出・定量を行った。既存のウェスタンブロット法・ELISA法・デジタルELISA法(SiMoA(R))では、測定感度の下限は1～10pg/mlのオーダーであり、髄液中の数十～数百pg/mlの濃度のAβ42は二群を弁別可能であったが、血清の測定では二群間に統計的優位差は出なかった。開発センサーによる測定では、検体の違いに応じたPhC干渉光のピークシフトが観察されたが、検体中の夾雑物の影響等による測定値のばらつきが大きく、Aβ標準溶液を用いたときと同様の測定感度は得られなかった。
⑤ センサー自動読み取り装置の開発を行った。
PhCセンサーを用いた光学特性評価を行うため全参画機関で同一の測定装置構築を行い、全参画機関で同一の光学特性を観察することができるようになった。加えて同一の測定装置を使用することによって測定時のトラブルシューティングが可能となった。

学会誌・雑誌等における論文一覧

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1.Kawasaki D, Yamada H, Sueyoshi K, Hisamoto H, Endo T, Au nanorods-TiO2 photonic crystal plasmonic-photonic hybrid sensor for label-free detection and identification of DNA molecules with single nucleotide polymorphisms, Sensors and Actuators B: Chemical. 2022, 361, 131747, 10.1016/j.snb.2022.131747

学会・シンポジウム等における口頭・ポスター

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1.フォトニック結晶を用いたバイオセンサーの開発、赤木良教 文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業 微細加工ナノプラットフォームコンソーシアム 第４回 広島大学・山口大学・香川大学・FAIS 合同シンポジウム、2021/10/20, 国内、口頭

国内　/　口頭