2002 Fiscal Year Annual Research Report
高温超伝導SQUID磁気顕微鏡を用いた高感度免疫反応計測システムの開発
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12555117
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
円福 敬二 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助教授 (20150493)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久原 哲 九州大学, 大学院・農学研究院, 教授 (00153320)
笹田 一郎 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 教授 (20117120)
木須 隆暢 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助教授 (00221911)
真鍋 征一 福岡女子大学, 大学院・人間環境学部, 教授 (50265013)
糸崎 秀夫 住友電気工業, 伊丹研究所, 部長
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| Keywords | 免疫反応 / 磁気ナノ粒子 / SQUID磁気顕微鏡 / 抗原-抗体反応 / 磁気マーカー / 高温超伝導 / フラックスダム / 補償コイル |
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| Research Abstract |
本研究では高温超伝導SQUIDを用いた磁気的な免疫反応検出システムを開発している。本方法では磁気ナノ粒子により抗体を標識し、磁気ナノ粒子(磁気マーカー)からの信号磁界を用いて抗原-抗体の結合反応をSQUIDセンサにより検出する。SQUIDの高感度性を利用することにより、超高感度な免疫反応の検出システムが期待できる。
本システムの感度を改善するためには、磁気ナノ粒子からの磁気信号を大きくすることが有効である。このための二つの方法を開発した。一つは、磁気ナノ粒子を磁化するための励起磁界を大きくする方法である。この方法を用いる場合には、励起磁界によるSQUID性能の劣化を防止する必要がある。このため、磁界検出コイルの開閉を制御できるスイッチ、及び補償磁界の印加方を開発し、上述の問題を解決した。二つ目の方法として、直径が25nmの磁気ナノ粒子を用いた磁気マーカーを新たに開発した。これにより、従来の磁気マーカー(直径が10nm磁気ナノ粒子)に比べて、信号磁界を10倍以上大きくすることが可能となった。また、新たに開発した磁気マーカーは残留磁気を示すという利点も持つ。これらの改善により、現状では1pgまでの磁気マーカーの測定が可能である。
この磁気マーカーを用いて、抗原-抗体の結合反応を検出した。抗原としてはIL8と呼ばれる蛋白質を用いた。これまでに、1pgまでのIL8の検出に成功している。ただし、本システムの性能からは0.1pg以下のIL8の検出は可能である。現状では、反応容器に含まれる磁気不純物により測定限界が制限されているため、今後はこの問題を解決する必要がある。
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[Publications] K.Enpuku et al.: "Thermally-activated flux entry into a pickup coil through a flux dam in high T_c SQUID magnetometer"IEICE Transactions on Electronics. vol.E85-C, no.3. 681-686 (2002)
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[Publications] K.Enpuku et al.: "Suppression of thermally activated flux entry through a flux dam in high T_c superconducting quantum interference device magnetometer"Journal of Applied Physics. vol.92, no.8. 4751-4757 (2002)
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[Publications] K.Enpuku et al.: "Josephson junction array for high-frequency current probe"Physica C. vol.367. 256-259 (2002)
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[Publications] T.Q.Yang et al.: "high T_c superconducting quantum interference device magnetometer utilizing cooled copper pickup coil and resonant coupling circuit"Japanese Journal of Applied Physics. vol.41, no.11A. L1221-L1223 (2002)
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[Publications] K.Enpuku et al.: "High T_c SQUID System and Magnetic Marker for Biological Immunoassays"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. (to be published). (2003)
