群馬大学理工学部

電子情報部門 曾根逸人教授・張慧助教の研究グループによる超高感度シリコンナノワイヤ(SiNW)バイオセンサに関する論文がACS Applied Materials & Interfaces誌に掲載されました!

 電子情報部門曾根逸人教授・張慧助教の研究グループはナノ微細加工技術を用いて、疾病の早期段階でアレルギー物質、ウイルス、がんマーカ等の極微量な生体分子を簡便かつ迅速に判定できる超高感度シリコンナノワイヤ(SiNW)バイオセンサを研究開発しています。SiNWの微細化に取り組み、電子線リソグラフィの露光条件および反応性イオンエッチング条件を精密に制御した結果、幅16 nmのSiNWの形成を実現させました。そして、SiNW表面に抗原として卵白アルブミンを修飾した後に、希釈した抗体の免疫グロブリンG(IgG)を反応させたところ、6 aM (1 aM=10-18 mol/L)の超低濃度IgGの特異的検出に成功しました。これは1滴(約10 μL)の溶液中に含まれる僅か36個のIgGが検出できたことに相当し、これまでのバイオセンサ報告の中で最高感度です。この研究内容はACS Applied Materials & Interfaces誌(IF=8.758)に掲載されました。
H. Zhang, N. Kikuchi, N. Ohshima, T. Kajisa, T. Sakata, T. Izumi, and H. Sone, ACS Appl. Mater. Interfaces, Vol. 12, pp. 51808-51819, (2020). doi:
(クリックすると論文をご覧いただけます)

 本研究は曾根研修了生の菊池直樹氏(現新日本無線に所属)、医学系研究科の和泉孝志特任教授、大嶋紀安助教、東京大学の坂田利弥准教授、徳島大学の加治佐平講師との共同研究によって、日本学術振興会科学研究費研究活動スタート支援研究「19K23598」、基盤研究B 「18H03547」、JSPS外国人特別研究員奨励研究「JP17F17058」等の助成を受けて得られた成果です。

◆曾根研の研究紹介はこちらをご覧ください。
 ⇒ http://sonelab.ei.st.gunma-u.ac.jp/
◆曾根逸人教授の研究紹介:http://research.st.gunma-u.ac.jp/ei_sone/
◆張慧助教の研究紹介:http://research.st.gunma-u.ac.jp/ei_cho_e/

図1 提案したSiNWバイオセンサの構造図

図2 (a) SiNWバイオセンサチップ;(b)SiNWのSEM観察画像