96穴プレート埋め込み型水晶発振子マルチセンサの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13558079
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 岡畑 恵雄 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (80038017)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古澤 宏幸 ベンチャービジネスラボラトリー, 研究員 ; 川崎 剛美 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助手 (60334504) ; 森 俊明 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教授 (50262308) ; 実川 友史 (株)イニシアム, 主任研究員 ; 長谷川 幸雄 ファルマシアバイオテク(株), 研究開発室, 室長
• Keywords: 水晶発振子 / QCM / DNA / たんぱく質 / マルチセンサ

Research Abstract

本研究は、生体分子間相互作用を「同時にマルチで」測定する装置として96穴プレート埋め込み型水晶発振子マルチセンサを開発し、市販することを目的としており、水晶発振子の片面をシリコン樹脂で被覆し、発振回路のQ値の増大化などにより、世界で初めて発振子を水中に浸して測定する装置を開発し、現在では国内10カ所、海外12カ所の研究グループに装置の提供や共同研究を行っている。
生化学の分野で使われる96穴プレートの底に水晶発振子を埋め込んだマルチセンサは、生体分子間相互作用を96個の反応条件で同時に、重量変化としてその経時変化を追跡できる装置であり、より簡便で安価な装置として遺伝子診断、薬物のスクリーニングなどの分野での使用が期待される。
1) 96穴プレートに移行する前に、500mL容量の4穴プレートの底面に水晶発振子を固定化し、4つの振動数変化を同時に追跡できる装置を開発した。
2) 水溶液の粘度や水圧に耐える安定な発振回路を開発し、発振子の固定化方法、セルの大きさ、4つに振動数変化を同時処理するプログラムの開発などを行った。
3) 4つの水晶発振子の金電極上にビオチン-アビジン法を用いて塩基配列の異なるDNA二本鎖を固定化し、水溶液中で抗生物質や塩基配列特異的に結合するたんぱく質の結合挙動などの経時的変化から定量した。また、糖脂質単分子膜を固定化しレクチンなどのタンパク質や酵素の結合を観察した。

Research Products

• [Publications] H.Matsuno, K.Niikura, Y.Okahata: "Direct Monitoring and Kinetic Studies of DNA Polymerase Reactions on a DNA-immobilized Quartz-Crystal Microbalance"Chem. Eur. J.. 7. 3305-3312 (2001)
• [Publications] H.Matsuno, H.Furusawa, Y.Okahata: "Kinetic analyses of ATP-dependent deoxiribonuclease (DNase) reactions on a quartz-crystal microbalance"Nucleic Acids Res. Suppl.. 1. 261-262 (2001)
• [Publications] M.Tanaka, A.Mochizuki, T.Motomura, K.Shimura, M.Onishi, Y.Okahata: "In Situ Studies on Protein Adsorption onto a Poly(2-methoxyethylacrylate) Surface by a Quartz Crystal Microbalance"Colloids and Surfaces A : Physicochemical and Engineering Aspects. 193. 145-152 (2001)