2004 Fiscal Year Annual Research Report
SQUIDセンサと新規磁気マーカーを用いた高感度バイオ免疫検査システムの開発
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15360220
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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, 教授 (20150493)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉永 耕二 九州工業大学, 工学部, 教授 (00040436)
木須 孝暢 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助教授 (00221911)
能崎 幸雄 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助手 (30304760)
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| Keywords | SQUID磁気センサ / 高温超伝導 / 磁気ナノ粒子 / 磁気緩和 / 磁気マーカー / 免疫検査 / 抗原-抗体反応 / 吸着 |
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| Research Abstract |
抗原-抗体の結合反応を利用した免疫検査は病気の診断やタンパク質の検出に用いられる基本的なバイオ計測法である。近年、微量な反応を高感度に検出する要求が非常に高まっている。このため本研究では、磁気マーカーとSQUID磁気センサを用いた磁気的な高感度免疫検査システムを開発している。本年度に得られた主な成果は以下の通りである。
最初に免疫検査用の磁気マーカーの磁気特性を定量的に評価する手法を開発した。磁気マーカーはナノメータサイズの磁気ナノ粒子を用いて作製されるが、ナノ粒子の磁気特性は、i)熱雑音、ii)粒子サイズの分布、iii)形状効果、等の多くの要因の影響を受ける。このため、これらの要因が磁気特性に及ぼす影響を定量的に評価する手法を開発し、直径が25nmのFe3O4粒子を用いた磁気マーカーの有効性を示した。
次に、磁気マーカーからの磁気信号を高感度に検出するためのSQUIDセンサの最適化を行った。数値シミュレーション及び拡大モデルを用いて、SQUIDシステムの形状パラメータを最適化し、これをもとに免疫検査システムを開発した。本システムでは12個の試料を数分程度の短時間で高速・高感度に検出できる。
最後に、開発した磁気マーカーとSQUIDセンサを用いて抗原-抗体の結合反応の検出を行った。試料としてIgEを用い、0.3pg(2アトモル)までの検出が可能であることを示した。また、IgEと磁気マーカーの結合過程をラングミュア形の吸着モデルで解析し、両者の結合効率が1程度であり、高い結合効率を持つことを示した。
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