Study on a biosensor for kidney function testing using enzyme-modified silk-fibroin films

酶修饰丝素蛋白膜肾功能检测生物传感器的研究

基本信息

  • 批准号:
    20K04506
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.66万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

2022年度は、絹フィブロインを用いた酵素(クレアチニンデイミナーゼ)の固定化条件の最適化を行い、作製した酵素膜の耐久性を評価した。さらに、同一チップにMOSFETが複数個実装されている素子を用いて差動型バイオセンサー回路を設計・試作した。絹フィブロインに対する酵素仕込比率15wt%の酵素膜に対して活性持続性を調べた。酵素膜を乾燥状態で4℃に保たれた冷蔵庫内に保管すれば、1ヶ月経過後も酵素活性が初期の90%以上を保つことが分かった。酵素膜の加熱耐性を調べたところ、70℃・20分間の加熱で80%程度、80℃・20分の加熱で70%程度、それぞれ酵素活性が保たれた。以上のことから、本研究で作製した酵素膜は70℃で加熱殺菌が可能で、かつ、冷蔵保存であれば長期間活性が保たれることが明らかになった。次に、同一チップにnチャネルMOSFETが2個実装されているテキサス・インスツルメンツ社製CD4007UBEを用いて、拡張ゲート電界効果トランジスター(EGFET)型センサー回路を試作した。2つのnチャネルMOSFETに100μAの定電流を流し、両者のドレイン電圧の差分を出力信号とすることで、周囲温度や接合温度の変化によって生じる温度ドリフトの影響を抑制した。pH8.0のリン酸緩衝液に酵素を固定化した拡張ゲート電極とAg/AgCl参照電極を浸し、クレアチニンに対する電圧応答を調べた。その結果、クレアチニン濃度の増減に伴って電圧が可逆的に応答することが確かめられた。試作したセンサー回路の検出可能な濃度範囲は血清クレアチニンの基準値をほぼカバーする0.006~0.5mg/mLであることも明らかになった。
2022 annual は, silk フ ィ ブ ロ イ ン を with い た enzyme (ク レ ア チ ニ ン デ イ ミ ナ ー ゼ) の の immobilized conditions optimization を い, cropping し た enzyme membrane の durability を review 価 し た. さ ら に, same チ ッ プ に MOSFET が plural be loaded さ れ て い る element child を with い て type differential バ イ オ セ ン サ を ー circuit design, attempt し た. Silk フ ィ ブ ロ イ ン に す seaborne る enzyme shi 込 ratio 15 wt % の enzyme membrane に し seaborne て activity hold 続 sex を adjustment べ た. Enzyme membrane で を dry state 4 ℃ に bartender た れ た cold Chambers 蔵 に custody す れ 経 ヶ ば, 1 month after early が の も enzyme activity by more than 90% を bartender つ こ と が points か っ た. Enzyme membrane heat の patience を move べ た と こ ろ, 70 ℃, 20 points between の heated で 80% degree, 80 ℃, 20 points の heating で 70% degree, そ れ ぞ れ enzyme activity が bartender た れ た. Above の こ と か ら, this research で し た enzyme membrane は 70 ℃ heat sterilization で が may で, か つ, cold 蔵 save で あ れ ば activity between long-term が bartender た れ る こ と が Ming ら か に な っ た. に, same チ ッ プ に n チ ャ ネ ル MOSFET が 2 be loaded さ れ て い る テ キ サ ス · イ ン ス ツ ル メ ン ツ club system CD4007UBE を with い て, company ゲ ー ト electricity industry working fruit ト ラ ン ジ ス タ ー (EGFET) セ ン サ ー loop を attempt し た. 2 つ の n チ ャ ネ ル MOSFET に 100 mu A の rated current を flow し, struck の ド レ イ ン electric 圧 の difference を output signal と す る こ と で, zhou 囲 temperature や の junction temperature variations change に よ っ て raw じ る temperature ド リ フ ト の affect を inhibit し た. を pH8.0 の リ ン acid buffer に enzyme immobilization し た company, zhang ゲ ー ト electrode と Ag/AgCl reference electrode を immersion し, ク レ ア チ ニ ン に す seaborne る electric 圧 応 answer を adjustable べ た. そ の results, ク レ ア チ ニ ン concentration の raised に reduction with っ て electric 圧 が reversible に 応 answer す る こ と が か indeed め ら れ た. Attempt し た セ ン サ ー loop の 検 makes possible な concentration van 囲 は serum ク レ ア チ ニ ン の benchmark numerical を ほ ぼ カ バ ー す る 0.006 ~ 0.5 mg/mL で あ る こ と も Ming ら か に な っ た.

项目成果

期刊论文数量(60)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
拡張ゲート電界効果トランジスターを用いたバイオセンサー
使用扩展栅极场效应晶体管的生物传感器
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Nobuya Hiroshiba;Yuta Kawano;Richard Ongko;Kazuto Koike;Ryosuke Matsubara;Atsushi Kubono;and Hirotaka Kojima;廣芝伸哉;廣芝伸哉;小池一歩,広藤裕一,廣芝伸哉
  • 通讯作者:
    小池一歩,広藤裕一,廣芝伸哉
スピンコート法によるサファイア基板上へのβ構造酸化ガリウム薄膜の作製と構造および光学特性評価
蓝宝石衬底上旋涂法制备β结构氧化镓薄膜及其结构和光学性能评价
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Mei Fukaya;Ryota Obata;Shigeru Makino;Michio Takikawa;Hiromasa Nakajima;Shinya Morimoto;豊田和晃,大内涼介,小山政俊,廣芝伸哉,小池一歩
  • 通讯作者:
    豊田和晃,大内涼介,小山政俊,廣芝伸哉,小池一歩
溶液塗布熱分解法による三酸化タングステン薄膜の作製と高感度pHセンサーへの応用
溶液涂覆热解法制备三氧化钨薄膜及其在高灵敏pH传感器中的应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yuuki Maeda;Shuhei Shibata;Nathan Hagen;Yukitoshi Otani;Shohei Hamada;茂木 壮太,有元 圭介,近藤 英一,金 蓮花,ジェローズ ベルナール;牧野賀成,半井万尋,太田剛志,道端 涼,平木健太,広藤裕一,廣芝伸哉,小池一歩
  • 通讯作者:
    牧野賀成,半井万尋,太田剛志,道端 涼,平木健太,広藤裕一,廣芝伸哉,小池一歩
フレキシブル基板上に形成した酸化物薄膜の繰り返し曲げ耐性とそのリアルタイム抵抗測定評価
柔性基板上形成的氧化物薄膜的反复弯曲性能评价及其实时电阻测量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ryota Sase;Nozomu Ishii;Masaharu Takahashi;Qiang Chen;and Hiroshi Yoshida;川村隼斗,八木沼優,田村光,高成真輝,湯浅友典,相津佳永;上野信明,植之原裕行;熊谷 敏宏,大浦 紀頼,和田 英男,小山 政俊,前元 利彦,佐々 誠彦
  • 通讯作者:
    熊谷 敏宏,大浦 紀頼,和田 英男,小山 政俊,前元 利彦,佐々 誠彦
Characteristics of an Extended Gate Field-Effect Transistor for Glucose Sensing Using an Enzyme-Containing Silk Fibroin Membrane as the Bio-Chemical Component
  • DOI:
    10.3390/bios10060057
  • 发表时间:
    2020-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K. Koike;Taihou Sasaki;Kenta Hiraki;K. Ike;Y. Hirofuji;M. Yano
  • 通讯作者:
    K. Koike;Taihou Sasaki;Kenta Hiraki;K. Ike;Y. Hirofuji;M. Yano
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Comparative study of Dirac/Weyl semimetals and topological/Chern insulators: thin-film point of view
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    前田 翔児;Perini Christopher;金子 豊和;寺澤 大樹;福田 昭;小山 政俊;藤元 章;原田 義之;小池 一歩;矢野 満明;Vogel Eric;Ken Imura
  • 通讯作者:
    Ken Imura
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    廣芝 伸哉;河野 裕太;塩見 天利;オンコ リチャード;松原 亮介;久保野 敦史;小池 一歩
  • 通讯作者:
    小池 一歩
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    豊田 和晃;大内 涼介;小山 政俊;廣芝 伸哉;小池 一歩;小山田哲也,味噌作知樹,高橋慧,椎名貴快;須藤 穂子,井口 亜希人,辻 寧英,柏 達也
  • 通讯作者:
    須藤 穂子,井口 亜希人,辻 寧英,柏 達也
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kazuto Koike;Daisuke Takagi;Mitsuhiro Hashimoto;Takahito Hashimoto;Tomoyuki Inoue;Ken-ichi Ogata;Shigehiko Sasa;Masataka Inoue;Mitsuaki Yano;Kazuto Koike;小池一歩;Shigehiko Sasa;矢野満明;Ken-ichi Ogata;Ken-ichi Ogata;上辻靖智;小池 一歩
  • 通讯作者:
    小池 一歩
施工の各種工程がトンネル覆工コンクリートの連行空気とその耐凍害性に及ぼす影響
不同施工工艺对隧道衬砌混凝土夹带空气及其抗冻性能的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    豊田 和晃;大内 涼介;小山 政俊;廣芝 伸哉;小池 一歩;小山田哲也,味噌作知樹,高橋慧,椎名貴快
  • 通讯作者:
    小山田哲也,味噌作知樹,高橋慧,椎名貴快

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    2003
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    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

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    22H04292
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    2022
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    $ 2.66万
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    Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
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    21H04193
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.66万
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    Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
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  • 批准号:
    20K10344
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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  • 批准号:
    20K22667
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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  • 批准号:
    19K10467
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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  • 批准号:
    19K10649
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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  • 批准号:
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    2018
  • 资助金额:
    $ 2.66万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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