マイクロ蛋白質チップのメカノケミカル反応を利用したバイオセンサーの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12555075
• Research Institution: THE INSTITUTE OF PHYSICAL AND CHEMICAL RESEARCH (RIKEN)
• Principal Investigator: 山形 豊 理化学研究所, 素形材工学研究室, 研究員 (70261203)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 浩三 エス・ティ・リサーチ(株), 代表取締役(研究職)
• Keywords: バイオセンサー / メカノケミカル法 / プロテインチップ / プロテオーム

Research Abstract

平成13年度までの研究結果は以下の通りである。
(1)メカノケミカル効果を検出するための微小力センサーの高感度化
微小なたんぱく質フィルムにより発生するメカノケミカル効果を検出するには、非常に小さな力を検出する必用がある。前年度まででは、厚さ300ミクロンの石英ガラス製のチップを超精密機械加工法により形成しそれを用いて静電容量式に微小力センサーを構成することに成功している。本年度は、チップの厚さをさらに薄くし100ミクロンのセンサーを製作することに成功した。これにより感度にして10倍以上の高感度化を実現することができた。
(2)たんぱく質チップを装着してのリガンド相互作用試験
前記の微小力センサーにたんぱく質チップを装着し、このたんぱく質と相互作用するリガンドをマイクロフローシステムにより供給することで相互作用試験を行った。カルシウムイオンと結合するα-lactalbuminを用いた試験では、1μMの濃度のカルシウムイオンを検出する事が可能であった。またYeast Glucose Hexokinaseを用いた試験では、Glucoseとの反応によりシグナルを観測することが可能であったことはもちろんであるが、二糖類であるsucroseとの相互作用により異なるシグナルが得られることも確認できた。
(3)キネティックスの分析
複数のサンプルを導入することにより、平衡状態でのシグナルからたんぱく質とリガンドの相互作用の強さをしめす解離定数を求めることに成功した。
これらのことより、メカノケミカル法による本研究システムは実用的な性能を持つことが示されたと言える。

Research Products

• [Publications] Y.Yamagata, K.Inoue, J.W.Kim, ほか: "A device for testing Protein-Ligand interaction Using Mechano-Chemical Effect"2001 ASME Bioengineering conference. (2001)