多波長計測に基づくクレアチンキナーゼ計測用光ファイバ化学センサの研究

• Project/Area Number: 06780736
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biomedical engineering/Biological material science
• Research Institution: Tokyo Denki University
• Principal Investigator: 佐久間 一郎 東京電機大学, 理工学部, 助教授 (50178597)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1994: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: クレアチンキナーゼ / 光ファイバセンサ / ダイオードアレイ / 分光測定 / 多次元計測

Research Abstract

1.入射部に直接石英光ファイババンドルを接続可能としたポリクロメータの結像面に512チャンネルダイオードアレイ検出器を設置した多波長反射分光装置を試作した。分光測定可能波長範囲は200nmから900nmである。現在パーソナルコンピュータとの接続回路と計測用ソフトウェアの製作を行っている段階である。
2.クレアチンキナーゼの測定のためにクレアチンキナーゼの存在下で、NADPHを最終的に生成する3段階の化学反応から構成される反応を光ファイバ先端にて起こさせるための固定化反応槽の試作に関しては、クレアチンキナーゼ以外の反応に関与する酵素であるヘキソキナーゼとG6PDHをポリアクリルアミドゲル内に固定し、反応に必要なクレアチンリン酸、ADP,グルコース、NADPなどの基質は基質溶液として別途に用意して供給することで試作した。これを光ファイバ先端に取り付けてクレアチンキナーゼ存在下でのNADPH生成に伴う膜の反射率低下速度を測定した結果、繰り返し測定に対しても同様のセンサ応答を示すことが確認された。
3.センサヘッド部に関しては、酵素固定膜の固定位置が安定し、かつ外部から十分な基質溶液の供給を得るために大きな開口部を有するヘッド部を製作した。これによりセンサ応答の再現性が改善された。
4.実験では酵素固定化膜からの反射光強度の絶対値が試料溶液のタンパク成分の有無、種類などによっても大きく変化した。今回使用した試料はクレアチンキナーゼ標準血清なで血球を含まない系であり、全血を測定対象とした場合には夾雑成分の影響をセンサ応答が受ける可能性を示している。実績報告書提出時点では、多波長計測の有効性について明確な結果を出すことができなかったが、今回試作した実験装置により多波長計測の応用について今後さらに研究を進めていく予定である。