Electrochemical-SERS-based novel detection of infectious virus using MoO3 QDs-loaded na nogels

使用 MoO3 QD 负载的纳米凝胶进行基于电化学 SERS 的感染性病毒新型检测

• 批准号: 19F19348
• 负责人: 朴 龍洙
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-11-08 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19F19348/
• 关键词: ナノ粒子; ウイルス様粒子; 表面増強ラマン散乱; ホットスポット; ノロウイルス; 蛍光イムノアッセイ; 磁性三酸化モリブデン; 磁性三酸化モリブデンナノキューブ; 蛍光; グラファイト; インフルエンザ; 局在表面プラズモン共鳴; プラズモン

酸化モリブデン量子ドットを作製し、表面ラマン散乱光（SERS）を増強するナノタグやナノゲルを開発し、ウイルスの高感度での検出を行った。１）SERS増強用ナノタグ開発：プラズモンと磁気特性を有する酸化モリブデンナノ立方体とグラフェンを用いたラーマン分光法（SERS）を開発して、ノロウイルスを検出した。磁気酸化モリブデンをSERSのナノタグに、酸化グラフェンを２次元SERSのレポーターとして、シグナルを10億倍増強した。このウイルス検出系を用いてノロウイルス様粒子（NoV-LP）を5.2 fg/mL、臨床ノロウイルスを60 RNAコピー/mLの検出感度で検出した。この感度は、市販のELISAキットや簡易型の検出系より1000倍程度高い値である。２）SERSナノゲルの作製：ポリエチレンイミンからなるpH応答性ナノゲルを作製し、SERS用ナノタグを包埋した。そこに、磁気ナノ粒子を用いて磁気ナノ粒子、ウイルス及びナノゲルのサンドイッチ構造を確認した。磁気分離後、SERS基板でホットスポットを形成させ、SERSを増強した。この原理をE型肝炎ウイルスの検出に応用し、検出感度6.5 fg/mLを得た。３）天然由来の材料を用いたカーボンドットの作製：硫黄原子をドーピングした寒天由来のカーボンドット(S-agCDs)を合成に成功した。抗NoV抗体をS-agCDsと磁気銀ナノキューブ（MNP-AgNC）に標識し、標的ウイルスを結合させ磁気分離を行った。その後、蛍光法とSERS法でウイルスを検出したところ、NoV-LPでは0.1 fg/ml、NoVでは10 copy/mlの高感度検出に成功した。この方法は、サーベランスなどに有効な方法として考えられる。以上の様に、SERS法において不安定なナノタグを安定的に機能させ、増幅できるナノタグーナノゲルの開発に成功し、高感度ウイルス検出を実現した。

Acidification モ リ ブ デ ン quantum ド ッ ト を cropping し, surface ラ マ ン scattered light used (SERS) を raised strong す る ナ ノ タ グ や ナ ノ ゲ ル を open 発 し, ウ イ ル ス の Gao Gan degrees で の 検 を row っ た. Used 1) SERS raised with strong ナ ノ タ グ open 発 : プ ラ ズ モ ン magnetic 気 と を have す る acidification モ リ ブ デ ン ナ ノ cube と グ ラ フ ェ ン を with い た ラ ー マ ン spectrometry used (SERS) を open 発 し て, ノ ロ ウ イ ル ス を 検 out し た. Used magnetic 気 acidification モ リ ブ デ ン を SERS の ナ ノ タ グ に, acidification グ ラ フ ェ ン を used 2 dimensional SERS の レ ポ ー タ ー と し て, シ グ ナ ル を 1 billion times raised strong し た. を こ の ウ イ ル ス 検 out department with い て ノ ロ ウ イ ル ス others particles (NoV - LP) を 5.2 fg/mL, clinical ノ ロ ウ イ ル ス を 60 RNA コ ピ ー / mL の 検 out sensitivity で 検 out し た. <s:1> sensory sensitivity キットや, commercially available <s:1> ELISAキットや simple type 検 検 outline よ キットや 1000 times higher value である. Used 2) SERS ナ ノ ゲ ル の cropping: ポ リ エ チ レ ン イ ミ ン か ら な る pH 応 a sexual ナ ノ ゲ ル を for used し, SERS ナ ノ タ グ を embedding し た. を そ こ に, magnetic 気 ナ ノ particles with い て magnetic 気 ナ ノ particle, ウ イ ル ス and び ナ ノ ゲ ル の サ ン ド イ ッ チ tectonic を confirm し た. After magnetic separation, the SERS substrate でホットスポットを forms させ, and SERSを intensifies <s:1> た. The principle of <s:1> を hepatitis E ウ <s:1> ス ス ス 検 検 to obtain に応 using <s:1> and 検 to obtain a sensitivity of 6.5 fg/mLを to obtain た. 3) natural origin の material を い た カ ー ボ ン ド ッ ト の cropping: sulfur atoms を ド ー ピ ン グ し た sees origin の カ ー ボ ン ド ッ ト (S) - agCDs を synthetic に successful し た. Resistance to NoV antibody を S - agCDs と magnetic 気 silver ナ ノ キ ュ ー ブ (MNP - AgNC) に identification し, mark ウ イ ル ス を combining さ せ line magnetic separation 気 を っ た. After そ の, 蛍 light used と SERS で ウ イ ル ス を 検 out し た と こ ろ, NoV - LP で は fg/ml, 0.1 NoV で は 10 copy/ml の Gao Gan degrees 検 に successful し た. The <s:1> <s:1> method えられる, サ サ ベラ ベラ スな スな に に effective な method と と て study えられる. Used above の others に, SERS method に お い て unrest な ナ ノ タ グ を stable に function さ せ, rights of で き る ナ ノ タ グ ー ナ ノ ゲ ル の open 発 に し success, Gao Gan ウ イ ル ス 検 out を be presently し た.

项目成果

Molybdenum-based quantum dots, nanocubes and integrated 2D nanostructures for virus detection

用于病毒检测的钼基量子点、纳米立方体和集成二维纳米结构

• 发表时间: 2020
• 作者: Ojodomo J. Achadu;Enoch Y. Park
• 通讯作者: Enoch Y. Park

Molybdenum Trioxide Nanocubes Aligned on a Graphene Oxide Substrate for the Detection of Norovirus by Surface-Enhanced Raman Scattering

• DOI: 10.1021/acsami.0c14729
• 发表时间: 2020-09-30
• 期刊: ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
• 影响因子: 9.5
• 作者: Achadu, Ojodomo J.;Abe, Fuyuki;Park, Enoch Y.
• 通讯作者: Park, Enoch Y.

Fluoroimmunoassay of influenza virus using sulfur-doped graphitic carbon nitride quantum dots coupled with Ag2S nanocrystals

• DOI: 10.1007/s00604-020-04433-1
• 发表时间: 2020-07-21
• 期刊: MICROCHIMICA ACTA
• 影响因子: 5.7
• 作者: Achadu, Ojodomo J.;Lioe, De Xing;Park, Enoch Y.
• 通讯作者: Park, Enoch Y.

Molybdenum-based quantum dots, nanocubes and integrated 2D- nanostructures for virus detection

用于病毒检测的钼基量子点、纳米立方体和集成二维纳米结构

• 发表时间: 2021
• 作者: Ojodomo J. Achadu;Enoch Y. Park
• 通讯作者: Enoch Y. Park

静岡大学グリーン科学技術研究所

静冈大学绿色科学技术研究所