ヘテロコア光ファイバによる高感度バイオセンサの開発

使用异芯光纤开发高灵敏度生物传感器

• 批准号: 21K14173
• 负责人: 細木 藍
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: University of Toyama (2022)National Institute of Genetics (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14173/
• 关键词: ヘテロコア光ファイバ; バイオセンサ; 局在表面プラズモン共鳴; DNA; ヘテロコア; 光ファイバ; 高感度バイオセンサ; LSPR; 偏波保持ファイバ; 光ファイバセンサ; ナノ粒子; LSPRバイオセンサ

本研究では、極微量の標的核酸を直接高感度に検出するための新たな技術基盤として、局在表面プラズモン共鳴（LSPR）の励起に必要なエバネッセント光を容易に生じさせることができるヘテロコア光ファイバと、プローブ核酸を修飾した金ナノ粒子とを組み合わせた革新的バイオセンサの構築を目指す。令和４年度は、ヘテロコア光ファイバセンサ表面上に形成した金薄膜や金ナノ粒子上へのプローブ核酸の修飾方法を検討し、DNAセンサを試作した。具体的なセンサ作製手順は以下の通りである。まず、10-カルボキシ-1-デカンチオールを用いて、金薄膜を形成したヘテロコア光ファイバ上にカルボキシル基を導入した。次に、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩（EDC）とN-ヒドロキシスクシンイミド（NHS）の混合液に浸して、センサ部のカルボキシル基を活性化させた。最後に、アミノ基が修飾されたDNA（pDNA）溶液に浸し、センサ部のカルボキシル基とDNAのアミノ基との共有結合によって、DNAを固定化した。相補的なDNA（tNDA）と相補的でないDNA（Non-tDNA）に対する光損失スペクトルを白色光源と分光器を用いて計測した。1μMのpDNAを固定化したセンサのtDNA（100 pM，10 nM，1μM）に対するセンサーの応答を評価したところ、tNDAの濃度増加に従って、波長570nm付近において光強度が線形的に減少する様子を確認できた。一方、Non-tDNAやTE（pH8.0）に対しては、光強度の変化は観測されなかった。以上の結果から、本センサによってDNAを検知可能であることが示された。

This study で は, extremely trace の target nucleic acid を Gao Gan degree directly に 検 out す る た め の new た な technology base plate と し て, bureau in surface プ ラ ズ モ ン resonance (LSPR) の wound up に necessary な エ バ ネ ッ セ ン ト light を easy に raw じ さ せ る こ と が で き る ヘ テ ロ コ ア light フ ァ イ バ と, プ ロ ー ブ を nucleic acid modified し た gold ナ ノ particle と を group み わ Youdaoplaceholder0 The innovative バ サ and セ セ サ サ build を fingers す. And 4 year は, ヘ テ ロ コ ア light フ ァ イ バ セ ン に サ surface formation し た film や gold ナ ノ particle へ の プ ロ ー ブ の nucleic acid modified methods を 検 beg し, DNA セ ン サ を attempt し た. The specific operation of なセ, サ and サ is carried out in the order of なセ and である. ま ず, 10 - カ ル ボ キ シ - 1 - デ カ ン チ オ ー ル を with い を て, gold film forming し た ヘ テ ロ コ ア light フ ァ イ バ on に カ ル ボ キ シ ル base を import し た. に, 1 - エ チ ル - 3 - (3 - ジ メ チ ル ア ミ ノ プ ロ ピ ル) カ ル ボ ジ イ ミ ド salt acid salt (EDC) と N - ヒ ド ロ キ シ ス ク シ ン イ ミ ド (NHS) の mixture に leaching し て, セ ン サ department の カ ル ボ キ シ ル base を activeness さ せ た. Final に, ア ミ ノ base が modified さ れ た に DNA (pDNA) solution immersion し, セ ン サ department の カ ル ボ キ シ ル base と DNA の ア ミ ノ base と の mutual combination に よ っ て, DNA を immobilized し た. Phase of DNA (tNDA) と な phase of で な い DNA (Non - tDNA) に す seaborne る light loss ス ペ ク ト ル を white light source と optical splitter を with い て measuring し た. 1 mu M の pDNA を immobilized し た セ ン サ の tDNA (100 pM, 10 nM, 1 mu M) に す seaborne る セ ン サ ー の 応 answer を review 価 し た と こ ろ, tNDA の concentration rights に 従 っ て, wavelength of 570 nM paying nearly に お い て light intensity が linear に reduce す る others child を confirm で き た. One side, non-t-dna やTE (pH8.0) に against <s:1> て, light intensity <s:1> variation <e:1> 観 measurement されな った った った. The above <s:1> results を検 ら and the セ サによって サによって サによってDNAを検 suggest that である とが とが とが とが may indicate された.

项目成果

表面プラズモン共鳴を利用したヘテロコア光ファイバDNAセンサーの開発

利用表面等离子体共振技术开发异核光纤 DNA 传感器

• 发表时间: 2023
• 期刊: 月刊「細胞」（特集：蛍光タンパク質センサー）
• 作者: 細木 藍;西山 道子;渡辺 一弘;櫻井 望
• 通讯作者: 櫻井 望

Surface plasmon resonance sensor using a polarization-maintaining fiber on a hetero-core optical fiber structure with gold thin film

• DOI: 10.1364/oe.469165
• 发表时间: 2022-09-26
• 期刊: OPTICS EXPRESS
• 影响因子: 3.8
• 作者: Hosoki, Ai;Nishiyama, Michiko;Sakurai, Nozomu
• 通讯作者: Sakurai, Nozomu

光ファイバセンサ

光纤传感器

• 发表时间: 2019