ナノプラスチックを“捕まえて測る”SPRバイオセンサー

2026-06-26 東京科学大学

東京科学大学の研究グループは、プラスチック表面に特異的に結合するペプチドと表面プラズモン共鳴(SPR)分光法を組み合わせ、水中のナノプラスチックを選択的かつ高感度に検出できるバイオセンサーを開発した。金薄膜表面にポリスチレン(PS)結合ペプチドを固定化し、PSナノ粒子が結合した際に生じる屈折率変化をSPRで測定することで、標識分子を用いず直径50 nmのPSナノ粒子を20分以内に検出することに成功した。検出限界は1.3 µg/mLで、水槽水や池水に添加したPSナノ粒子も濃度に応じて検出できた。また、シリカ粒子やポリ乳酸粒子にはほとんど応答せず、高い選択性も確認された。本手法は従来法のような高価な分析装置や複雑な前処理を必要とせず、環境水中のナノプラスチックの簡便なモニタリングを可能にする。今後は他種プラスチックへの適用や実環境水への対応を進め、環境分析、生態毒性評価、食品・生体試料への応用が期待される。

ナノプラスチックを“捕まえて測る”SPRバイオセンサー
図1. (a)ナノプラスチック検出SPRセンサーの概要図。

<関連情報>

環境水中のナノプラスチック検出のためのプラスチック結合ペプチドを用いた表面プラズモン共鳴バイオセンサー Surface plasmon resonance biosensor with plastic-binding peptide for nanoplastic detection in environmental water

Mikihisa Hirose, Prairsunan Chanpanich, Kimleng Keang, Shuo Cheng, Mana Toma
Biosensors and Bioelectronics  Available online: 9 May 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.bios.2026.118748

Abstract

Nanoplastics are emerging environmental contaminants that pose potential risks to ecosystems and human health, yet their reliable detection remains challenging due to their small size. Here, we present a surface plasmon resonance (SPR) biosensor that employs a polystyrene-binding peptide (PS-BP) as a recognition element for polystyrene nanoparticles (PS-NPs). This peptide–nanoplastic interface enabled selective binding, confirmed through controlled experiments and scanning electron microscopy (SEM). Quantitative analysis of SPR response revealed a detection limit of 1.3 μg/mL within 20 min in ion-adjusted laboratory water without labeling. Furthermore, the applicability of the biosensor was demonstrated by spiking PS-NPs into filtered aquarium and pond waters. These results highlight peptide-functionalized SPR substrates as a promising strategy for nanoplastic detection, with potential extension to broader environmental and biological sensing applications.

0403電子応用
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