ポイント
- 光の力により、分子認識機構の一種である抗原抗体反応を加速する新原理を発見。
- レーザー光を３分照射するだけで数十アトグラムの極微量たんぱく質を検出可能。
- がん、認知症、感染症などさまざまな病気の超早期診断にも応用可能。
大阪公立大学 研究推進機構 協創研究センター ＬＡＣ－ＳＹＳ研究所の飯田 琢也 所長、床波 志保 副所長らの研究チームは、生体中の分子認識機構の一種である抗原抗体反応の光誘導加速に関する新原理を発見しました。
本研究は、標的たんぱく質とこれに選択的に結合する抗体を修飾したプローブ粒子を人間の毛髪や細動脈と同程度の幅の流路に導入し、赤外レーザー光をわずか３分間照射することで従来のたんぱく質検査技術の約１００倍の高感度の検出を可能とし、数十アトグラム（アトグラム＝１０－１８グラム、１００京分の１グラム）レベルでの迅速微量計測に世界で初めて成功しました。今回計測した最小濃度０．３１ピコグラム・パー・ミリリットルのたんぱく質分散液の場合、濃度と測定領域を通過した液量（３００ナノリットル）から換算して４６．５アトグラム（約２６００個）、つまり約２京分の１グラムの標的たんぱく質をわずか３分間で計測できたことに相当します。たんぱく質は遺伝子（ＤＮＡ、ＲＮＡ）のようにＰＣＲ法で増幅できませんが、狭小空間に閉じ込めてレーザー照射するだけの簡単な操作によって濃縮して反応を加速させることで、迅速かつ高感度に検出ができることを実証しました。
本研究成果は、２０２２年１０月６日、「Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｂｉｏｌｏｇｙ」にオンライン掲載されます。
本研究はＪＳＴ 未来社会創造事業「低侵襲ハイスループット光濃縮システムの開発（ＪＰＭＪＭＩ１８ＧＡ、ＪＰＭＪＭＩ２１Ｇ１）」（研究開発代表者：飯田 琢也）、ＪＳＴ 創発的研究支援事業「バイオミメティック電極による外場誘導型エコシステムの創成（ＪＰＭＪＦＲ２０１Ｏ）」（研究代表者：床波 志保）、科研費基盤研究（Ａ）（１７Ｈ００８５６、２１Ｈ０４９６４）（研究代表者：飯田 琢也）、大阪府立大学 キープロジェクト（「ＬＡＣ－ＳＹＳプロジェクト―次世代バイオフォトニクスが拓く未来―」）などの支援の下で実施されました。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 ＰＤＦ（５４７ＫＢ）
＜論文タイトル＞
- “Attogram-level Light-induced Antigen-antibody Binding Confined in Microflow”
- ＤＯＩ：10.1038/s42003-022-03946-0
＜お問い合わせ先＞
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＜研究に関すること＞
飯田 琢也（イイダ タクヤ）
大阪公立大学 大学院理学研究科／ＬＡＣ－ＳＹＳ研究所 教授／所長
Tel：072-254-8132
E-mail：t-iida
omu.ac.jp床波 志保（トコナミ シホ）
大阪公立大学大学院工学研究科／ＬＡＣ－ＳＹＳ研究所 准教授／副所長
E-mail：tokonamiomu.ac.jp -
＜ＪＳＴ事業に関すること＞
小泉 輝武（コイズミ テルタケ）
科学技術振興機構 未来創造研究開発推進部
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＜報道担当＞
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