高感度バイオセンサーの実用化に向けた簡易操作型光センシング技術の開発

开发易于操作的光学传感技术以实现高灵敏度生物传感器的实际应用

• 批准号: 16J10336
• 负责人: 黒田 千愛
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J10336/
• 关键词: 近接場光; 導波モード; 表面プラズモン; 紫外光; 蛍光; マイクロポンプ; 多変量解析; 酸化防止剤; 電界計算; 誘電泳動; 光センサ; バイオセンサ; マイクロ流路

医療分野では微量血液中に含まれるウイルスなどの生体物質，工業分野では溶液法薄膜プロセスにおける出発溶液中の不純物など，液中に存在する特定の固体物質を正確かつ高感度に検出可能なセンシング技術の実現が切望されている。報告者は昨年度までに，蛍光染色した生体物質を誘電泳動によりセンサチップ上に集め，この蛍光をSPRにより増強し検出する手法を提案した。しかし，液中の検出対象物を誘電泳動や電気泳動により電極上に集めようとしても，全てが集まるとは限らないという問題があった。また，液中の物質が誘電泳動により集められる場所は，電界周波数の関数である物質の誘電率や導電率によって変わるため，このことを生体物質の選別に利用できる可能性があった。よって本年度は，電極外の絶縁体上ではWMRを，電極上ではSPRを励起することにより，電極上と電極外の両方で，同時に生体物質からの蛍光信号を観察可能なWMR・SPR同時励起チップを開発し，査読付き英語論文誌に発表した。さらに，バイオセンサの実現には，検出技術だけでなく，微量の流体をセンサ装置へ導入し廃液する，送液技術が必須である。これまで開発してきた近接場センシング技術を装置化することを目標に，2018年8月～2019年1月の半年間，ドイツ・ミュンヘンにあるフランフォーファー研究所の招待研究員として，血液等の生体物質をセンサに導入可能なマイクロポンプの研究開発に従事した。また，電気機器等に幅広く用いられている高分子絶縁材料が劣化すると，動作不良や重大事故が生じうる。高分子材料には酸化防止剤が添加されており，材料の寿命などを事実上決めている。よって，低密度ポリエチレンシート中の，3種の酸化防止剤を精度良く定量することを目標に，FIRスペクトルを取得し，測定された全ての吸収について，多変量解析の一つである部分的最小二乗回帰法を用いて解析を行った。

Medical eset で は contains traces of blood に ま れ る ウ イ ル ス な ど の raw material, industrial division で は solution method of thin film プ ロ セ ス に お け る out 発 solution の impurity content な ど, liquid に exist す る specific の solid matter を right か つ Gao Gan degrees に 検 makes possible な セ ン シ ン の グ technology be が now eager さ れ て い る. Reporter は yesterday annual ま で に, 蛍 light staining し た motion of body material を lure electrophoresis に よ り セ ン サ チ ッ プ め に on set, こ の 蛍 light を SPR に よ り raised strong し 検 out す る technique proposed を し た. し か し, liquid の 検 out like content を electrophoresis lure move seaborne や electric 気 swimming に よ り electrode に set め よ う と し て も, full て が set ま る と は limit ら な い と い う problem が あ っ た. ま た, liquid が の material in the electrophoretic motion lure に よ り set め ら れ る は, electricity industry cycle for の masato number で あ る material の induced electricity rate や conductivity に よ っ て - わ る た め, こ の こ と selected body material の を life don't に using で き る possibility が あ っ た. よ っ て は this year, on the outside electrode の never try で は WMR を, electrode で は SPR を wound up す る こ と に よ り, electrode と electrode outside の struck で, born at the same time に body material か ら の 蛍 optical signal を 観 examine possible な WMR, SPR and wound up チ ッ プ を open 発 し, check 読 pay tzu き English thesis に 発 table し た. さ ら に, バ イ オ セ ン サ の be presently に は, 検 technology だ け で な く, trace の fluid を セ ン サ device へ import し 廃 liquid す る, must send liquid technology が で あ る. こ れ ま で open 発 し て き た nearly meet セ ン シ ン グ technology を device is changed す る こ と に を goals, from August 2018 to January 2019 の and a half years, ド イ ツ · ミ ュ ン ヘ ン に あ る フ ラ ン フ ォ ー フ ァ institute の entertain ー と し て, The introduction of biogenic substances such as blood and をセ サに サに may be studied and developed through な ロポ ロポ プ プ た. ま た, electric 気 machine etc に hiroo く with い ら れ て い る が never try macromolecular materials degradation す る と, action serious adverse や が raw じ う る. The addition of が acidification inhibitor to が of polymer materials determines the <s:1> service life of な <s:1> を を of the material and めて る る. よ っ て, low density ポ リ エ チ レ ン シ ー ト の, three quantitative す の acidification prevent good tonic を precision く る こ と を target に, FIR ス ペ ク ト ル を し, determination of さ れ た full て の suction 収 に つ い て, more - quantity analytic の つ で あ る partial least squares method of 帰 を back with い analytical line を っ て た.

项目成果

透過光検出器を備えた光ディスク装置による大腸菌の検出

使用配备透射光检测器的光盘装置检测大肠杆菌

• 发表时间: 2016
• 作者: 白水秀幸;黒田千愛;大木義路;島隆之;王暁民;藤巻真
• 通讯作者: 藤巻真

Design of a sedimentation hole in a microfluidic channel to remove blood cells from diluted whole blood

微流体通道中沉降孔的设计，用于从稀释的全血中去除血细胞

• DOI: 10.7567/jjap.56.037201
• 发表时间: 2017
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Chiaki Kuroda;Yoshimichi Ohki;Hiroki Ashiba;Makoto Fujimaki;Koichi Awazu;Makoto Makishima
• 通讯作者: Makoto Makishima

燃焼後の各種ケーブル絶縁体の表面物性におよぼす熱・放射線同時劣化の影響

热和辐射同时劣化对各种电缆绝缘子燃烧后表面性能的影响

• 发表时间: 2018
• 作者: 伊東清太郎;平井直志;皆川武史;黒田千愛;大木義路
• 通讯作者: 大木義路

導波モード共鳴・表面プラズモン共鳴同時励起可能な近接場照明チップの開発

开发可同时激发导模共振和表面等离子体共振的近场照明芯片

• 发表时间: 2018
• 作者: 黒田千愛;飯塚亮太;中井翠;大木義路;藤巻真
• 通讯作者: 藤巻真

Fluorescence imaging of Escherichia coli on a rotating optical disk

旋转光盘上大肠杆菌的荧光成像

• DOI: 10.7567/jjap.57.088003
• 发表时间: 2018
• 期刊: Jpn. J. Appl. Phys.
• 作者: Takayuki Shima;Hideyuki Shiramizu;Makoto Fujimaki;Chiaki Kuroda;Yoshimichi Ohki
• 通讯作者: Yoshimichi Ohki