Development of immunoassay based on electrogenerated chemiluminescence using compact disk type microchip

• Project/Area Number: 16H04166
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Analytical chemistry
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 今任 稔彦 九州大学, 工学研究院, 教授 (50117066)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石松 亮一 九州大学, 工学研究院, 助教 (90512781)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000); Fiscal Year 2018: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2017: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2016: ¥13,780,000 (Direct Cost: ¥10,600,000、Indirect Cost: ¥3,180,000)
• Keywords: 電気化学発光 / ジフェニルエーテル系除草剤 / コンパクトディスク型分析チップ / コンパクトディスク型マイクロ / 熱活性遅延蛍光 / イムノアッセイ / 電気化学イムノアッセイ / 近赤外電気化学発光 / コンパクトディスク型マイクロチップ

Outline of Annual Research Achievements

電気化学発光(ECL)を用いる分析法は、発光種を電気化学的に生成させるバックグラウンド信号が極めて小さい高感度な分析法の一つである。ECLをイムノアッセイ法と組み合わせることにより高選択的な分析法となる。本研究ではECLイムノアッセイ法による農薬代謝物の高感度で選択的な分析法の開発を目的として、抗原固定化電極を用いる方法を検討した。農薬代謝物の一種である3-Phenoxycarboxylic acid(PBA)を分析対象とした。チオール化合物を介して金電極表面にPhenoxyaniline(PAL)を固定化した。一定濃度のルテニウム錯体ラベル化抗体を含むPBA溶液を試料溶液とし、これにPAL固定化金電極を浸漬し、抗原・抗体反応を行った。電極の洗浄後、共反応体であるトリプロピルアミン(TPrA)を含むリン酸緩衝液中で、電極への印加電圧を掃引しながら発光強度を光電子増倍管により測定した。
PBA濃度が0及び1.0 μg/mLの試料溶液に対して得られたECL応答とサイクリックボルタモグラムから分かるように、ECL強度は順掃引の約1.2 V付近で最大となり、折り返し後の掃引では発光は見られなかった。このECLは約0.8 Vより高電位域における電流増加に対応して生成するルテニウム錯体のカチオンラジカルとTPrAのラジカルの反応によって起こる。PBA 1.0 μg/mLを含む場合のECL強度は、PBAを含まない場合のそれよりも低いことが分かった。これはPBAを含む試料溶液の場合には、ラベル化抗体の一部が試料溶液のPBAと結合するためである。さらに、PBA濃度を変化させて同様に測定を行い、PBAに対する検量線を作成した。
これに加えて、近赤外付近での発光するBODIPY類の電気化学および電気化学特性の解明を行った。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Electrogenerated Chemiluminescence of a BODIPY Derivative with Extended Conjugation (2017)
  • Author(s): Ishimatsu Ryoichi、Shintaku Hirosato、Adachi Chihaya、Nakano Koji、Imato Toshihiko
  • Journal Title: ChemistrySelect Volume: 2 Issue: 32 Pages: 10531-10536
  • DOI: 10.1002/slct.201702449
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ピロロピロールaza-BODIPY誘導体の電気化学発光:フローインジェクション光分析用光源としての応用の検 (2017)
  • Author(s): 新宅浩聡, 石松亮一, 鹿毛悠冬, 清水宗治, 古田弘幸, 中野幸二, 今任稔彦
  • Organizer: 分析化学会第66年会
• [Presentation] BODIPY誘導体による電気化学発光のフロー分析用光源への応用 (2017)
  • Author(s): 新宅浩聡、石松亮一、中野幸二、今任稔彦
  • Organizer: 第54回フローインジェクション分析研究講演会
• [Presentation] Electrogenerated Chemiluminescence of a BODIPY Derivative (2017)
  • Author(s): Ryoichi Ishimatsu, Hirosato Shintaku, Koji Nakano, Toshihiko Imato
  • Organizer: The Sixteenth International Symposium on Electroanalytical Chemistry
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 抗体および抗原へのカーボンナノドットの化学修飾とフロー分析への応用 (2016)
  • Author(s): 石松 亮一, 中野 幸二, 今任 稔彦
  • Organizer: 第53回FIA講演会
• [Presentation] 蛍光性カーボンナノドットの抗体への修飾とフローイムノアッセイ法への応用 (2016)
  • Author(s): 石松 亮一, 中野 幸二, 今任 稔彦
  • Organizer: 第76回分析化学討論会
• [Presentation] Flow Injection Immunoassay for a Degeneration Product of Herbicides, 3-Phenoxybenzoic Acid with Fluorescent Carbon Nanodots (2016)
  • Author(s): 石松 亮一, Surat Hongsibsong, 中野 幸二, 今任 稔彦
  • Organizer: 20th International Conference on Flow Injection Analysis
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Applications of the pico-scope for enzymatic reactions (2016)
  • Author(s): Ryoichi Ishimatsu
  • Organizer: Workshop for Students/Young generations on Modern Chemical Analysis Employing Modern Information Technology
  • Invited