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【岡山大学】量子センサ型バイオ分析チップデバイスの開発に成功

国立大学法人岡山大学
岡山大学と大阪公立大学、量子科学技術研究開発機構、名古屋大学、新潟大学、京都大学の共同研究成果です!


2022(令和4)年 5月 12日
国立大学法人岡山大学
https://www.okayama-u.ac.jp/




<発表のポイント>


高い設計精度でナノダイヤモンド量子センサの信号を検出可能なガラスチップデバイスを開発しました。
細胞や組織・線虫など様々な生体試料がデバイス内で分析可能になりました。
流路チップ・臓器チップなど様々なバイオ分析デバイスへの応用が期待されます。



◆概 要
 国立大学法人岡山大学(本部:岡山市北区、学長:槇野博史)学術研究院自然科学学域の藤原正澄研究教授、ゾウ ヤジュアン助教、同大学院自然科学研究科の押味佳裕大学院生らのグループは、大阪公立大学の手木芳男客員教授、松原勤准教授、吉里勝利特任教授、中台枝里子教授、仕幸英治教授、量子科学技術研究開発機構(量研)の西村勇姿博士研究員、量研/名古屋大学の湯川博プロジェクトディレクター/特任教授、馬場嘉信所長/教授、京都大学の小松直樹教授、新潟大学の井筒ゆみ教授らのグループと共同で、ナノダイヤモンド量子センサの利用に適したバイオ分析チップデバイスを開発し、細胞や組織切片・線虫など様々な生体試料において、量子センサ信号を設計通りに再現性良く検出することに成功しました。

 本研究成果は、2022年5月1日、「Lab on a Chip」にオンライン先行版が掲載されました。

 ナノダイヤモンド量子センサは近年最も注目されている超高感度バイオセンシング技術の一つです。本研究によって、量子センサを利用したバイオ分析チップデバイスの仕様を確実に設計・予測した上でデバイスを作製することが可能となりました。マルチウェルプレートや流路チップ・臓器チップなどのチップデバイスで量子センサが利用可能となると期待されます。

図1. ノッチ構造アンテナとデバイス特性
図2. 研究のイメージ図


◆藤原正澄研究教授と押味佳裕大学院生からひとこと
 この研究は商学部から転身してきた押味さんに手始めとして数値計算から始めてもらったのがきっかけです。ここまでデバイスの設計精度が高められるとは考えてもいませんでした。(藤原)
 商学部出身の私を受け入れていただいた先生には本当に感謝しています。商学、理学という2つの視点で理学研究の産業展開を将来目指したいです。(押味)
藤原正澄研究教授と押味佳裕大学院生(右)


◆論文情報
 論 文 名:Glass-patternable notch-shaped microwave architecture for on-chip spin detection in biological samples
 邦題名「生体試料のチップ上スピン測定に向けたガラス転写可能なノッチ型マイクロ波設計」
 掲 載 紙:Lab on a Chip
 著  者:Keisuke Oshimi, Yushi Nishimura, Tsutomu Matsubara, Masuaki Tanaka, Eiji Shikoh, Li Zhao, Yajuan Zou, Naoki Komatsu , Yuka Takezawa, Eriko Kage-Nakadai, Yumi Izutsu, Katsutoshi Yoshizato, Saho Morita, Masato Tokunaga, Hiroshi Yukawa, Yoshinobu Baba, Yoshio Teki and Masazumi Fujiwara
 D O I:10.1039/D2LC00112H
 U R L:https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2022/LC/D2LC00112H?page=search


◆研究資金
 文部科学省「ナノテクノロジープラットフォーム」(JPMXP09F21OS0055)
 独立行政法人日本学術振興会「科学研究費助成事業」
  基盤A・20H00335,研究代表:藤原正澄
  国際共同研究強化(A)・20KK0317,研究代表:藤原正澄
  挑戦的研究(萌芽)・19K21935,研究代表:藤原正澄
国立研究開発法人日本医療研究開発機構ムーンショット型研究開発事業(JP21zf0127004,研究代表:村上正晃(北海道大学)
 国立研究開発法人科学技術振興機構未来社会創造事業「共通基盤」領域 本格研究(JPMJMI21G1,研究代表:飯田琢也(大阪公立大学)
 文部科学省「卓越研究員事業」(大阪市立大学,研究代表:藤原正澄)
 公益財団法人マツダ財団「マツダ研究助成」(研究代表:藤原正澄)
 大阪市立大学「戦略的研究・重点研究および若手研究」(研究代表:藤原正澄)
 文部科学省「光・量子飛躍フラッグシッププログラム」(JPMXS0120330644、研究代表:馬場嘉信)


◆詳しいプレスリリースについて
 量子センサ型バイオ分析チップデバイスの開発に成功
 https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r4/press20220512-1.pdf


◆参 考
・岡山大学理学部
 https://www.science.okayama-u.ac.jp/
・岡山大学理学部化学科
 http://chem.okayama-u.ac.jp/
・岡山大学大学院自然科学研究科
 https://www.gnst.okayama-u.ac.jp/
・岡山大学 大学院自然科学研究科/理学部化学科 ナノ化学研究室
 https://www.nanochem-okayama-u.net/



理学部が所在する岡山大学津島キャンパス(岡山市北区)


◆本件お問い合わせ先
 岡山大学 学術研究院 自然科学学域(理)研究教授 藤原正澄
 〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中3-1-1 岡山大学津島キャンパス 理学部
 TEL:086-251-7834
 FAX:086-251-7834
 https://www.nanochem-okayama-u.net/

<岡山大学の産学連携などに関するお問い合わせ先>
 岡山大学研究推進機構 産学官連携本部
 〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1 岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
 TEL:086-251-8463
 E-mail:sangaku◎okayama-u.ac.jp
     ※ ◎を@に置き換えて下さい
 https://www.orsd.okayama-u.ac.jp/

 岡山大学メディア「OTD」(アプリ):https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000011.000072793.html
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 岡山大学SDGsホームページ:https://sdgs.okayama-u.ac.jp/
 岡山大学Image Movie (YouTube):https://youtu.be/pKMHm4XJLtw
 「岡大TV」(YouTube):https://www.youtube.com/channel/UCi4hPHf_jZ1FXqJfsacUqaw
 産学共創活動「岡山大学オープンイノベーションチャレンジ」2022年5月期共創活動パートナー募集中:
 https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000655.000072793.html

 岡山大学『THEインパクトランキング2021』総合ランキング 世界トップ200位以内、国内同列1位!!
 https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000070.000072793.html
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 https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000373.000072793.html
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 https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000122.000072793.html



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