磁性粒子の自己組織化と応用に関する研究

磁性粒子自组织及应用研究

• 批准号: 10J09518
• 负责人: 森本 義謙
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J09518/
• 关键词: 磁性粒子; 自己組織化; バイオセンサ; 超常磁性体; ナノバイオ磁気工学; マイクロ流体デバイス; ポイントオブケア; 早期発見早期治療

「研究の目的」本研究の目的は、医療・バイオ分野における革新的な携帯型のバイオ物質検出手法を開発することである。すなわち、既存の蛍光式バイオセンサの感度と同程度またそれ以上の感度を持つ携帯型のバイオ物質検出手法を開発する。この本研究で開発するシステムは簡便・安価・迅速などの点から在宅診断に最適であり、インフルエンザなどの疾患を早期発見・治療することができ、患者の生活の質を向上させることができると期待される。「平成22年度研究実施計画」(1)"磁性粒子の自己組織化の磁気双極子相互作用メカニズムの解明"(2)"外付けポンプ不要な携帯型マイクロ流体デバイスの開発"「具体的内容」従来の磁気センサと磁性粒子を用いた磁気的なバイオ物質検出手法は様々な利点を有するためこれまで活発に研究が行われてきた。しかし、感度向上には少数かつ200nm以下の磁性粒子を検出する技術が必要不可欠であるが素子のバックグランドノイズなどの問題から、従来の手法ではそのような磁性粒子の検出が困難である。そこで、私はこれまで未解決であったこの課題において「磁性粒子の自己組織化」という現象を発見・応用するとともに発現機構を解明し課題解決に成功した。この手法は光学顕微鏡を用いて磁性粒子の自己組織化を観察することで高速・簡易にバイオ物質を検出する技術として期待ができると世界で初めて報告した。またこの研究をさらに発展させる過程で外部ポンプ不要なマイクロ流体デバイスの開発に成功した。「意義と重要性」(1)少数のナノ磁性粒子(200nm以下)検出することで極めて微量な試料で十分に解析が可能になる。(2)本開発検出手法を用いるとインフルエンザのようなウィルスを早期に発見でき早期治療の実施が可能になる。以上本研究は独自に見出した検出手法を用い世界で初めて「携帯可能な磁気バイオ物質検出手法」の開発とその機能性の探究を行うという、非常に独創性の高いものである。

“研究目标”本研究的目的是在医学和生物领域开发创新的便携式生物材料检测方法。换句话说，开发了一种便携式生物材料检测方法，其灵敏度与现有荧光生物传感器相似，并且大于现有荧光生物传感器的灵敏度。在这项研究中开发的系统非常适合在便利性，廉价和速度方面进行家庭诊断，并有望能够在早期阶段检测和治疗诸如流感等疾病，从而提高患者的生活质量。 “ 2010财年研究实施计划”（1）“了解磁性偶极相互作用的机制，用于自组装磁性颗粒的自组装”（2）“不需要外部泵的便携式微流体设备的开发”，使用磁性磁性颗粒和磁性颗粒的“特定内容”“特定内容”“特定内容”，因此，磁性颗粒具有各种优势，因此已经具有各种研究。但是，为了提高灵敏度，一种用于检测少量磁性颗粒具有200 nm或更少的磁性颗粒的技术是必不可少的，但是由于设备中的背景噪声等问题，很难用常规技术检测到此类磁性颗粒。因此，在直到现在尚未解决的这个问题中，我发现并应用了“磁性颗粒自组装”的现象，并阐明了表达机理，并成功地解决了问题。这是世界上第一个报告，可以通过使用光学显微镜观察磁性颗粒的自组装，以高速和快速的速度以高速和快速的速度检测生物材料作为一种技术。此外，在进一步开发这项研究的过程中，我们成功地开发了一种不需要外部泵的微流体设备。 （1）通过检测少量的纳米磁颗粒（小于200 nm），可以通过极少量的样品来实现分析。 （2）使用这种发展检测方法，可以实施早期和早期治疗等流感等病毒。这项研究非常原始，使用了我们独特发现的检测方法，并且是世界上第一个开发“便携式磁性生物材料检测方法”并探索其功能的方法。

项目成果

Planar Microfluidic System based on Electrophoresis for Detection of 130-nm Magnetic Labels for Biosensing

基于电泳的平面微流体系统，用于检测生物传感中的 130 nm 磁性标记

• 发表时间: 2011
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics (JJAP)
• 作者: Naohiro Horiuchi;Takuya Hoshina;Hiroaki Takeda;Takaaki Tsurumi;Hayato Sano;堀内尚紘;佐野勇人;Naohiro Horiuchi;Hayato Sano;Naohiro Horiuchi;佐野勇人;Hayato Sano;Naohiro Horiuchi;Hayato Sano;Tomoko Matsumoto;Tomoko Matsumoto;村松綾;村松綾;村松綾;村松綾;村松綾;村松綾;Yoshitaka Morimoto;Tsukasa Takamura
• 通讯作者: Tsukasa Takamura

Magnetic Amplification by Magnetically Induced Self-Assembly of Vertical Chains of Magnetic Micro-beads for the Detection of sub-200-nm Magnetic Labels by Magnetoresistive Biosensors

通过磁力微珠垂直链的磁诱导自组装进行磁放大，用于磁阻生物传感器检测 200 nm 以下磁性标签

• 发表时间: 2010
• 作者: Naohiro Horiuchi;Takuya Hoshina;Hiroaki Takeda;Takaaki Tsurumi;Hayato Sano;堀内尚紘;佐野勇人;Naohiro Horiuchi;Hayato Sano;Naohiro Horiuchi;佐野勇人;Hayato Sano;Naohiro Horiuchi;Hayato Sano;Tomoko Matsumoto;Tomoko Matsumoto;村松綾;村松綾;村松綾;村松綾;村松綾;村松綾;Yoshitaka Morimoto;Tsukasa Takamura;Yoshitaka Morimoto
• 通讯作者: Yoshitaka Morimoto