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本研究は、疾病や健康状態に関わる生体分子をスマートフォン内蔵のカメラで迅速・高感度かつ定量的に検出できるバイオセンシング技術を確立することを目的としている。そのために、プラズモニック色によって発色する金属ナノ構造配列をセンサ基板表面に作製し、標的となる生体分子の捕捉によってセンサ感応部の色が変化するバイオセンサ基板を開発する。
センサ基板に用いる金属ナノ構造として、鮮やかに発色する金属ナノドームアレイ構造を作製した。これまでに、色相角度で数値化された色をセンサ信号に用いるために最適な金属ナノドームアレイ構造のパラメーターの探索を行い、溶液の屈折率変化を検出する屈折率センサとしての性能評価を行った。溶液のバルク屈折率感度測定では、比色法で優れた屈折率分解能が得られることが明らかにした。
2021年度は、提案手法のバイオセンサ性能をモデルサンプルによるイムノアッセイで評価した。同一のセンサスポットで反射分光法および反射画像からの色相角度解析する比色法による測定を行い、両手法による検出感度の差異を信号対ノイズ比および検出限界濃度を指標として評価・比較した。その結果、センサ基板表面に結合した標的分子を検出するイムノアッセイにおいても、比色法と分光法で同程度のセンサ性能が得られることが明らかとなった。また、信号増強プローブを用いない非標識な計測であっても、高感度に生体分子を検出可能であることが示された。