新型コロナウイルスの高感度検出に向けたフォトニックバイオチップの開発

开发高灵敏检测新型冠状病毒的光子生物芯片

基本信息

批准号：
21K04185
负责人：
石坂雄平
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kanto Gakuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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

项目摘要

金属アシスト型スロット導波路に基づく微小リング共振器構造と新規抗体を融合した高感度の新型コロナウイルス・フォトニックバイオセンサチップを開発する．フォトニックチップを用いたバイオセンサは高感度，高速，低コストという特長を有するが，新型コロナウイルス検出への有効性は未解明である．そこで，本研究では，研究代表者らが世界に先駆けて提案してきた金属アシスト型スロット導波路，微小リング共振器構造および新型コロナウイルスを高感度で特異的に検出可能な新規モノクローナル抗体を融合した新しいバイオセンサを提案・開発し，その有用性を実証することを目的とする．本年度の研究では，測定環境の改善を目的として、測定時にバイオセンサチップを固定するための治具を作製するとともに、チップ上に流路を形成した。また、抗原抗体反応の実験として、チップ上に修飾したanti-BSA抗体に対してウシ血清アルブミン(BSA)とヒト血清アルブミン(HSA)を用いて特異・非特異吸着の検証を行った。測定では特異吸着タンパク質となるBSAのみ長波長側へのシフトが確認でき、作製したセンサチップを用いると抗原抗体反応が検知できることを実証した。今後は、抗体等をマイクロシリンジを用いてチップに流入させる際に手動ではなくポンプを用いて定量流入を行い、検出感度や測定時間への影響を調査する。また、センサ感度の向上を目的として、微小リング共振器を装荷したマッハツェンダー干渉計型バイオセンサチップを作製し、性能評価を行う計画である。

我们将开发一种高灵敏度的新型冠状病毒光子生物传感器芯片，该芯片结合了基于金属辅助槽波导的微环谐振器结构和新型抗体。使用光子芯片的生物传感器具有灵敏度高、速度快、成本低的特点，但其检测新型冠状病毒的有效性仍不清楚。因此，在本研究中，我们将金属辅助槽波导、微环谐振器结构和新型单克隆抗体结合起来，可以高灵敏度和特异性地检测新冠病毒，这是主要研究人员在国际上首次提出的。该项目的目的是提出和开发一种新的生物传感器并展示其实用性。在今年的研究中，为了改善测量环境，我们制作了一种夹具，用于在测量过程中固定生物传感器芯片，并在芯片上形成流路。此外，作为抗原抗体反应实验，我们验证了使用牛血清白蛋白（BSA）和人血清白蛋白（HSA）对芯片上修饰的抗BSA抗体的特异性和非特异性吸附。在测量中，只有BSA（一种特异性吸附的蛋白质）被证实向更长的波长移动，这表明可以使用制造的传感器芯片检测抗原抗体反应。未来，我们将使用泵，通过微量注射器而不是手动将抗体和其他物质注入芯片，并研究对检测灵敏度和测量时间的影响。此外，为了提高传感器灵敏度，我们计划制造装载微环谐振器的马赫-曾德尔干涉仪型生物传感器芯片并评估其性能。