Virus detection by electrical signal-based multi-sensing channel packed functionalized nanomaterials

基于电信号的多传感通道填充功能化纳米材料进行病毒检测

基本信息

批准号：
16F16361
负责人：
朴龍洙
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Shizuoka 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：
2016-11-07 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

電気抵抗に基づいた多重チャンネルによるウイルスの検出のために、多機能性と多様性から注目を集めているグラフェンを用いた。グラフェンに金（Au）と酸化鉄のナノ粒子（NP）を修飾したAu-グラフェンを調製し、多機能プラスモングラフェン（dual-functional plasmomagnetic graphene、PMGRP)とした。このPMGRPは、磁性とプラズモン基質の両方の役割を果たし、本研究のマグネトフルオロイムノセンシング（MFIS）プラットフォームとした。プラズモンによる蛍光調節を検証するために、PMGRPと量子ドット（QD）に抗ヘマグルチニン抗体（HA Ab）を修飾した。インフルエンザウイルスの存在下では、PMGRPとQDの間のサンドイッチ構造（PMGRP-ウイルス-QD）を形成し、PMGRP上のAuとQD間距離が縮まり蛍光が増強した。蛍光強度はウイルス濃度に依存し、インフルエンザウイルスA（H1N1）は7.27 fg/mlの検出限界を示した。生物学的モデルとしてヒト血清とウイルスに混入したサンプルの場合には、磁力によって不純物から分離され、感度の低下がなかった。この検出法は、不純物を多く含んだ複雑な生体サンプル中のウイルスの検出には非常に有効であると考えられる。この原理によって、複数の抗体をPMGRPとQDに修飾することで、異なるウイルスの検出も可能であった。さらに電気伝導性が良いカーボンナノチューブ（CNT）を用いることによって、電気化学的ウイルスの検出を検証した。Au-CNT複合ナノ材料に抗体を修飾し、静電力で白金電極に貼り付け、ウイルスの検出を行なった。標的ウイルスの存在下では複合ナノ材料の導電率変化が変化し、インフルエンザウイルスおよびノロウイルスについての検出限界は、それぞれ約８．４ｐＭおよび８．８ｐＭであった。したがって、この複合ナノ材料をベースした検出法は、DNAやウイルスの検出に優れた検出能力を示し、高感度で選択的な検出法として広く適用することができる。

石墨烯因其多功能性和多样性而受到关注，它被用于基于电阻的多通道病毒检测。 Au-石墨烯是通过金（Au）和氧化铁纳米颗粒（NPs）对石墨烯进行修饰而制备的，并将其制成双功能等离子磁性石墨烯（PMGRP）。该 PMGRP 既充当磁性底物又充当等离子体底物，使其成为本研究的磁荧光免疫传感 (MFIS) 平台。为了验证等离子体激元的荧光调节，用抗血凝素抗体 (HA Ab) 修饰 PMGRP 和量子点 (QD)。当流感病毒存在时，PMGRP和QDs之间形成三明治结构（PMGRP-virus-QDs），PMGRP上的Au与QDs之间的距离缩短，导致荧光增强。荧光强度取决于病毒浓度，甲型流感病毒 (H1N1) 的检测限为 7.27 fg/ml。对于作为生物模型的被人血清和病毒污染的样品，通过磁力将它们与杂质分离，而不会损失灵敏度。这种检测方法被认为对于检测含有许多杂质的复杂生物样品中的病毒非常有效。基于这一原理，通过用PMGRP和QD修饰多种抗体，可以检测不同的病毒。此外，利用具有良好导电性的碳纳米管（CNT），验证了电化学病毒检测。我们用抗体修饰了 Au-CNT 复合纳米材料，并利用静电力将它们附着到铂电极上来检测病毒。当目标病毒存在时，复合纳米材料的电导率发生变化，流感病毒和诺如病毒的检测限分别约为8.4 pM和8.8 pM。因此，基于该复合纳米材料的检测方法对于检测DNA和病毒表现出优异的检测能力，并且可以作为高灵敏度和选择性的检测方法而广泛应用。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

釜山大学校/ナノ科学大学(韓国)

釜山国立大学/纳米科学大学（韩国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Single-step detection of norovirus tuning localized surface plasmon resonance-induced optical signal between gold nanoparticles and quantum dots

诺如病毒调节金纳米粒子和量子点之间局部表面等离子体共振诱导的光信号的一步检测

DOI：
10.1016/j.bios.2018.09.024
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Fahmida Nasrin; Ankan Dutta Chowdhury; Kenshin Takemura; Jaewook Lee; Oluwasesan Adegoke; Vipin Kumar Deo; Fuyuki Abe; Tetsuro Suzuki; Enoch Y. Park
通讯作者：
Enoch Y. Park

Preparation of concave magnetoplasmonic core-shell supraparticles of gold-coated iron oxide via ion-reducible layer-by-layer method for surface enhanced Raman scattering

表面增强拉曼散射离子还原逐层法制备金包氧化铁凹面磁等离子核壳超粒子

DOI：
10.1016/j.jcis.2017.03.098
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Dong Kyu Lee; Younseong Song; Van Tan Tran; Jeonghyo Kim; Enoch Y. Park; Jaebeom Lee
通讯作者：
Jaebeom Lee

High-performance biosensing systems based on various nanomaterials as signal transducers

基于各种纳米材料作为信号传感器的高性能生物传感系统