マルチチャンネル型表面プラズモン共鳴センサの開発と残留抗生物質の多成分同時測定

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19550076
• Research Institution: Muroran Institute of Technology
• Principal Investigator: 金木 則明 Muroran Institute of Technology, 工学部, 教授 (40125373)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 島田 浩次 室蘭工業大学, 工学部, 准教授 (90178939)
• Keywords: 表面プラズモン共鳴 / バイオセンサ / 携帯型 / 残留抗生物質

Research Abstract

本研究では, 農畜産物由来の残留抗生物質の生体への影響を未然に防止し, 国民の健康と安全を守るという観点で, 表面プラズモン現象(SPR)に基づく多成分同時測定可能なマルチビームスプリッタを組み込んだ新規光学系を考案し、牛乳中の残留抗生物質を一斉・同時分析するためのパームサイズのマルチチャンネルSPR免疫化学センサの開発を試み、本年度では前年度での課題となった各チャンネル間で測定値が不均一となってしまう問題点と牛乳中の抗生物質の検出について検討した。
各チャンネル間で測定値が不均一となってしまう原因として考えられるのは、フォトダイオードで受光するマルチビーム平行光線の全てが一様に有効受光範囲に入射しておらず、ビームスプリッタの僅かな取り付け、及び反射角精度誤差によって反射光強度の測定値が不均一になっていると考えた。そこでこの課題を解決するため、反射光路構造を多層化して作製することにより他チャンネルからの反射光の干渉防止をし、光軸の補正をフォトダイオードの受光部からラインセンサに変更することによって有効受光範囲を拡大した。
更に、ラインセンサへ入射する反射光路中の他チャンネルからの反射光の干渉防止スリット切断面の粗さ精度が通過する反射光の乱反射により反射光強度に大きく影響すると考え、入射経路の検証を行った。検証を行った結果、スリットを通過するとスリットでの光の乱反射が認められ、その改良により、各チャンネル間で測定値が不均一になる問題を改善した。
SPRセンサに自己組織化単分子膜を用いてストレプトマイシン抗体とペニシリン抗体を固定化して牛乳中の抗生物質の検出を検討した。生乳中の抗生物質としてストレプトマイシンとペニシリンをそれぞれ数ppmの感度で検出した。
以上より、残留抗生物質を検出する携帯マルチチャンネルSPRセンサの基盤開発技術が得られた。