その場診断を目的とした臨床用表面プラズモン共鳴リポプロテインセンサーの開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11793017
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 鈴木 孝治 慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (80154540)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 栗原 一嘉 財団法人 神奈川科学技術アカデミー, 常勤研究員 (20270704) ; 佐々木 真一 慶応義塾大学, 理工学部, 助手 (50317294)
• Keywords: SPRセンサー / オプトード / 化学エッチング / 近接場光学顕微鏡 / SNOM / 超微小化 / 光ファイバープローブ / 表面プラズモン共鳴センサー

Research Abstract

マイクロメートル寸法以下に超微小化したオプトード(光検出型生化学センサー)の研究は、近接場光学顕微鏡の光ファイバープローブ作製技術により、近年、飛躍的な進歩を遂げている。しかし、検出対象はイオンに限られており、蛋白質などの生体分子を検出する報告はない。本研究では、生体分子をラベルフリーでかつリアルタイムに検出することが可能な表面プラズモン共鳴(SPR)センサーの超微小化を目指し、その第一段階として、SPRセンサーの物理デバイスの超微小化を実現した。
超微小化SPRセンサーデバイスの作製は、2つの工程に分けられる。第1は、光ファイバーの先端をフッ酸緩衝液により尖鋭化する化学エッチングの工程。第2は、スパッタリング装置により先鋭化された光ファイバーの先端の表面に厚さ約50nmの金薄膜を形成するコーティングの工程である。第1の工程は、ナノメートル寸法の精度を持つ測定面が形成されること、入射光の角度制御が可能であることから、超微小化SPRセンサーデバイス作製に非常に優れた方法となっている。直径約4μm、頂角約55度の超微小化SPRセンサーデバイスを作製し、光ファイバーに633nmのHe-Neレーザー光を入射し、SPRセンサーデバイスの反射光をモニターした結果、空気(n=1)と水(n=1.33)の屈折率変化に応じて、反射光強度が顕著に変わることが観察された。
超微小化オプトードは、最近ゲノム解析が急速に進展したことから、生きた細胞内の生化学を遺伝子レベルで理解する道具として注目されている。今後、本研究成果をもとに、超微小化SPRセンサーが実現すれば、蛋白質などの生体分子を検出できる超微小化オプトードとして、分子細胞生化学に大きなインパクトを与えることになる。

Research Products

• [Publications] Etsuko Hirayama: "Visual and Colorimetric Lithium Ion Sensing Based on Digital Color Analysis"Analytical Chemistry. 72. 465-474 (2000)
• [Publications] Koji Suzuki: "Design and Synthesis of a More Highly Selective Ammonium Ionophore than Nonactin and its Application as an Ion-Sensing Component for an Ion-Selective Electrode"Analytical Chemistry. 72(印刷中). (2000)