唾液バイオマーカー計測デバイス開発とヘルスケア診断への応用

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本研究課題では金ナノ粒子の酸化還元活性を信号源とする電気化学バイオセンサの開発と社会実装に取り組んでおり、本年度は下記に示すような研究成果を得た。1. 電極上における金ナノ粒子の電気化学反応解析に重点的に取り組み、特に電極上における金ナノ粒子の酸化還元反応を拡散係数や電荷移動速度といった電気化学反応速度論に基づいて評価する手法を提案、バイオセンサ表面に存在する抗体が感度に与える影響を速度論から定量化、詳細な議論を可能にした。また電圧の掃引条件を速度論解析に基づき最適化することでバイオセンサの感度向上も達成した。本成果は査読付き英文誌Electrochimica Acta (if=7.336)に投稿、採択された。2. 今後の発展性を見越して電極表面の表面修飾技法についても追加の検討を重ね、酸素プラズマによる表面改質法を基にする高感度化も達成した。本成果は論文執筆中である。3. 上述した基礎的な検討結果をもとに金ナノ粒子を信号源とする高感度イムノセンサを神奈川大学歯学部との共同研究に用い、被験者唾液中の抗体タンパクを実際に測定し9か月間の長期にわたり簡便かつその場で唾液をモニタリングすることに成功した。本研究成果は査読付き英文誌Biosensors (if =5.743)に投稿、受理された。総じて、電気化学バイオセンサにおける微小な表面状態を解析し電荷移動速度や拡散係数といった未知のパラメーターを明らかにすることで、センサの高感度化を試み、実試料のオンサイト計測を達成した。