光バイオセンサメッシュを用いた経皮成分三次元画像化による疾患位置特定システム創製

使用光学生物传感器网通过透皮组件的三维成像创建疾病定位系统

基本信息

  • 批准号:
    22K14267
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

ヒトが無意識化で定常的に放出する汗や経皮ガス中には血中由来化学成分が含まれ、これを検出することで疾患スクリーニングや代謝評価への応用が可能となると考えられる。本研究課題では、経皮成分の濃度分布情報を光情報へと変換する「光バイオセンサメッシュ」について酵素を含む高分子溶液を体表に直接電界紡糸することで作製し、三次元イメージングシステムと組み合わせて体表面の広い範囲を対象に経皮成分の三次元空間分布の記録を目指す。2022年度は、酵素を含む高分子溶液を電界紡糸法により繊維化し、その繊維を堆積させる「光バイオセンサメッシュ」の作製およびその特性評価へと取り組んだ。結果として、水溶性高分子ポリビニルアルコールを含む市販糊にアルコール脱水素酵素(ADH)および酸化型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD+)を混合して電界紡糸した「光バイオセンサメッシュ」において、エタノール負荷に応じて還元型NAD (NADH)がADH触媒反応により生成され、NADHを蛍光検出(励起光340 nm、蛍光490 nm)することが可能であった。また、エタノール負荷部特異的にNADHが生じるため、イメージングにも適用可能であった。高分子溶液のpHや混合するNAD+量、ADH量を変化させることでエタノール負荷に対する応答を調整可能であり、電界紡糸された繊維中のADHが酵素活性を維持した状態であることを示した。本研究成果は、国際雑誌Biosensors and Bioelectronicsに掲載され、東京医科歯科大学および早稲田大学からプレスリリースを行った。本技術は、本研究課題の遂行の基盤となるもので、今後この「光バイオセンサメッシュ」を体表に展開して経皮放出成分の三次元的なイメージングを進めることが可能となったと考える。
The chemical composition of blood in the sweat and skin of the patient is not stable, and the metabolic evaluation of the patient is possible. This study aims to provide information on the concentration distribution of skin components, such as optical information, conversion of optical information, direct electrospinning of enzyme-containing polymer solutions on the body surface, and recording of three-dimensional spatial distribution of skin components. In 2022, the preparation and characteristics of enzyme-containing polymer solutions were evaluated in the following ways: The results showed that the water-soluble polymer molecules contained ADH, ADH, NADH, ADH, ADH, NADH (Excitation light 340 nm, fluorescence 490 nm) For example, if you want to use NADH, you can use it. The amount of NAD+ and ADH in the polymer solution can be adjusted according to the pH value of the polymer solution. The results of this study were published in the International Journal of Biosensors and Bioelectronics, Tokyo Medical University and Waseda University. This technology is based on the implementation of this research topic, and it is possible to further develop the three-dimensional optical fiber emission component in the future.

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
電界紡糸高分子マイクロファイバーと酵素を複合化した生体ガスセンサの開発
电纺聚合物微纤维与酶结合的沼气传感器的研制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    友野 つぼみ;中谷美沙;飯谷 健太;當麻 浩司;荒川 貴博;土戸 優志;三林 浩二;武田 直也
  • 通讯作者:
    武田 直也
気相用バイオセンサ材料として機能する酵素複合化マイクロファイバー不織布の開発
开发用作气相生物传感器材料的酶结合超细纤维无纺布
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    土戸 優志;友野 つぼみ;中谷 美沙;飯谷 健太;當麻 浩司;荒川 貴博;三林 浩二;武田 直也
  • 通讯作者:
    武田 直也
Screening diabetes mellitus through monitoring lipid metabolism by measuring and imaging breath acetone using bio-fluorometric gas sensors
使用生物荧光气体传感器测量呼吸丙酮并对其进行成像,通过监测脂质代谢来筛查糖尿病
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kenta Iitani;Zhang Geng;Naoki Mizukoshi;Ming Ye;Po-Jen Chien;Kohji Mitsubayashi
  • 通讯作者:
    Kohji Mitsubayashi
気相用バイオセンサ材料として機能する酵素複合化マイクロファイバーの開発
开发用作气相生物传感器材料的酶结合微纤维
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    土戸優志;友野つぼみ;中谷美沙;飯谷健太;當麻浩司;荒川貴博;三林浩二;武田直也
  • 通讯作者:
    武田直也
Enzyme-based biofluorometric gas-imaging system "sniff-cam" for spaciotemporal measurement of human-derived volatile organic compounds
基于酶的生物荧光气体成像系统“sniff-cam”,用于人体挥发性有机化合物的时空测量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kenta Iitani;Koji Toma;Kohji Mitsubayashi
  • 通讯作者:
    Kohji Mitsubayashi
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • DOI:
  • 发表时间:
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    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
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  • 作者:
    飯谷 健太;當麻 浩司;荒川 貴博;三林 浩二
  • 通讯作者:
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    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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    $ 3万
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知道了