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2011 Fiscal Year Annual Research Report

有機ELと有機フォトダイオードをオンチップ化したマイクロ化学分析システムの開発

Research Project

Project/Area Number 21200056
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

中嶋 秀  首都大学東京, 都市環境科学研究科, 准教授 (10432858)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 今任 稔彦  九州大学, 工学研究科, 教授 (50117066)
KeywordsμTAS / 有機EL / フォトダイオード / 検出法 / オンサイト測定
Research Abstract

本研究は,小型で安価なマイクロチップ用蛍光検出システムを開発することを目的として,真空蒸着法やインクジェット法などの安価なプロセスによってガラスやプラスチック基板上に容易に作製できる有機ELデバイスと有機フォトダイオード(OPD)を用いる新規マイクロチップ用蛍光検出システムを開発するものである。
本年度は,CD型マイクロチップとその回転装置を開発し,チップ上のリザーバーからの溶液の流れとチップの回転速度の関係について検討した。また,熱流体解析ソフトウェアFLUENT6.2を用いて,シミュレーションによる理論的検討もあわせて行った。これにより,リザーバーに入れる溶液量とチップの回転速度を変化させることにより,CD上の異なる位置に配置した別々のリザーバーから溶液を順番に送液できることを理論と実験の両面から明らかにすることができた。
次に,開発したシステムによるイムノアッセイについて検討した。CD型マイクロチップの検出チャンバー内にIgA抗体を固定化し,BSAによるブロッキングを行った後,チップ上のリザーバー中に入れたIgA,HRP標識二次抗体,洗浄溶液および過酸化水素を含むAmplex Red溶液を,チップの回転による遠心力を利用して順次検出チャンバーに導入し,生成したレゾルフィンの蛍光強度を本研究で開発した小型蛍光検出システムにより測定した。その結果,蛍光強度はIgA濃度の増加に比例して増加し,225ng/mL以上で一定となる検量線が得られた。さらに,本法を唾液中のIgAの測定に適用したところ,本法で得られた定量値と96穴マイクロプレートを用いる従来法で得られた定量値は良い一致を示し,本システムをイムノアッセイに適用できることが確かめられた。
本システムはポンプやバルブ,レーザーや顕微鏡などの大型周辺機器が不要で,システム全体を小型化することが可能なので,オンサイトでの環境計測やベッドサイドでの医療検査に極めて有用であると考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

有機ELおよび有機フォトダイオードを用いる小型蛍光検出システムの開発に成功した。また,CD型マイクロチップとその回転装置を開発し,チップの回転による遠心力を利用して送液を行うポンプレス・バルブレスの送液を実現した。さらに,これらを組み合わせた小型のマイクロ化学分析システムを開発し,開発したシステムによるイムノアッセイに成功した。このように,本研究は当初の研究計画通りに達成できた。

Strategy for Future Research Activity

開発した分析システムによる感染症マーカーや残留農薬等の多成分同時分析法を検討する。これにより,迅速な感染症スクリーニングや河川等における環境計測に本分析システムを応用したいと考えている。

  • Research Products

    (32 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (27 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] An integrated enzyme-linked immunosorbent assay system with an organic light-emitting diode and a chargecoupled device for fluorescence detection2011

    • Author(s)
      Hizuru Nakajima, Yukiko Okuma, Kazuhiri Morioka, Mayo Miyake, Akihide Hemmi, Tatsuya Tobita, Masayuki yahiro, Daisuke Yokoyama, Chihaya Adachi, Nobuaki Soh, Koji Nakano, Shuhua Xue, Hulie Zeng, Katsumi Uchiyama, Toshihiko Imato
    • Journal Title

      Journal of Separation Science

      Volume: 34 Pages: 2906-2912

    • DOI

      10.1002/jssc.201100429

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A surface plasmon resonance sensor on a compact disk-type microfluidic device2011

    • Author(s)
      Akihide Hemmi, Takashi Usui, Akihiro Moto, Tatsuya Tobita, Nobuaki Soh, Koji Nakano, Hulie Zeng, Katsumi Uchiyama, Toshihiko Imato, Hizuru Nakajima
    • Journal Title

      Journal of Separation Science

      Volume: 34 Pages: 2913-2919

    • DOI

      10.1002/jssc.201100446

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sequential Injection Immunoassay for Environmental Measurements2011

    • Author(s)
      Nobuaki Soh, Mayumi Tanaka, Koji Hirakawa, RuiQi Zhang, Hizuru Nakajima, Koji Nakano, Toshihiko Imato
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 27,No.11 Pages: 1069-1076

    • DOI

      10.2116/analsci.27.1069

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Enzyme-Linked Immunosorbent Assay on Temperature Responsive Filter2012

    • Author(s)
      Ying Weng, Katsumi Uchiyama, Hulie Zeng, Hizuru Nakajima
    • Organizer
      Pittsburgh Conference on Analytical Chemistry and Applied Spectroscopy (PITTCON2012)
    • Place of Presentation
      Orlando, FL USA
    • Year and Date
      2012-03-15
  • [Presentation] Accurate Sample Introduction Method for Capillary Electrophoresis2012

    • Author(s)
      Hu-lie Zeng, Saori Ikeda, Hizuru Nakajima, Katsumi Uchiyama
    • Organizer
      Pittsburgh Conference on Analytical Chemistry and Applied Spectroscopy (PITTCON2012)
    • Place of Presentation
      Orlando, FL USA
    • Year and Date
      2012-03-13
  • [Presentation] Fabrication of Nano Array Structure for Transmission Type Surface Plasmon2012

    • Author(s)
      Takashi Usui, Akihide Hemmi, Hulie Zeng, Katsumi Uchiyama, Hizuru Nakajima
    • Organizer
      Pittsburgh Conference on Analytical Chemistry and Applied Spectroscopy (PITTCON2012)
    • Place of Presentation
      Orlando, FL USA
    • Year and Date
      2012-03-12
  • [Presentation] キャピラリーガスクロマトグラフィー用小型原子発光検出器の性能向上2011

    • Author(s)
      玉橋大樹、中嶋秀、内山一美
    • Organizer
      平成23年度日本分光学会年次講演会
    • Place of Presentation
      理化学研究所横浜研究所交流棟
    • Year and Date
      2011-12-01
  • [Presentation] キャピラリー電気泳動のためのインクジェット試料導入とその応用2011

    • Author(s)
      池田紗織、冲川ゆり、Zeng HULIE、中嶋秀、内山一美
    • Organizer
      第31回キャピラリー電気泳動シンポジウム(SCE2011)
    • Place of Presentation
      鶴岡メタボロームキャンパス(山形県)
    • Year and Date
      2011-11-10
  • [Presentation] Enzyme-linked Immunosorbent Assay Based on Temperature Responsive Filter2011

    • Author(s)
      Ying Weng, Hulie Zeng, Hizuru Nakajima, Katsumi Uchiyama
    • Organizer
      2011 China-Japan-Korea Symposium of Analytical Science on Food, Environmental and Nano-Technology (CJK2011)
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
    • Year and Date
      2011-11-01
  • [Presentation] An Accurate Sample Introduction System for Capillary Electrophoresis2011

    • Author(s)
      Hu-lie Zeng, Saori Ikeda, Hizuru Nakajama, Katsumi Uchiyama
    • Organizer
      2011 China-Japan-Korea Symposium of Analytical Science on Food, Environmental and Nano-Technology (CJK2011)
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
    • Year and Date
      2011-11-01
  • [Presentation] ポリジメチルシロキサン(PDMS)ウェルの作製と規則配列構造体ドットアレイを用いた反応場の評価2011

    • Author(s)
      森谷孝介・井上依子・中嶋秀・内山一美
    • Organizer
      日本分析化学会第60年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス
    • Year and Date
      2011-09-16
  • [Presentation] 3次元オパール型フォトニック結晶の作製とその分析化学的応用2011

    • Author(s)
      新宮正子・井上依子・中嶋秀・内山一美
    • Organizer
      日本分析化学会第60年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス
    • Year and Date
      2011-09-16
  • [Presentation] マイクロチップを用いるIgAのシークエンシャルインジェクション/蛍光イムノアッセイ2011

    • Author(s)
      温水香南・杉森康一・成瀬梓・石松亮一・中野幸二・中嶋秀・内山一美・辺見彰秀・今任稔彦
    • Organizer
      日本分析化学会第60年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス
    • Year and Date
      2011-09-14
  • [Presentation] インクジェット試料導入法を用いた定量的オンライン濃縮2011

    • Author(s)
      中川ゆり・池田紗織・中嶋秀・内山一美
    • Organizer
      日本分析化学会第60年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス
    • Year and Date
      2011-09-14
  • [Presentation] キャピラリー電気泳動分析のためのインクジェット試料導入法(その2)2011

    • Author(s)
      池田紗織・中川ゆり・斉藤望・中嶋秀・内山一美
    • Organizer
      日本分析化学会第60年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス
    • Year and Date
      2011-09-14
  • [Presentation] シリカナノ粒子の調製と規則配列構造体による吸着測定2011

    • Author(s)
      井上智之・新宮正子・中嶋秀・内山一美
    • Organizer
      日本分析化学会第60年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス
    • Year and Date
      2011-09-14
  • [Presentation] Development of 2D Suface Plasmon Resonance Sensor Using Multi Beam Splitter2011

    • Author(s)
      Akihide Hemmi, Ryuta Kawanishi, Noriaki Kaneki, Toshihiko Imato, Katsumi Uchiyama, Hizuru Nakajima
    • Organizer
      242nd American Chemical Society (ACS) National Meeting
    • Place of Presentation
      Denver, CO, USA
    • Year and Date
      2011-09-01
  • [Presentation] コンパクトディスク型マイクロチップを用いた表面プラズモンセンサの開発2011

    • Author(s)
      臼井崇・本明紘・辺見彰秀・飛田達也・宗伸明・中野幸二・今任稔彦・内山一美・中嶋秀
    • Organizer
      分離技術会年会2011
    • Place of Presentation
      明治大学生田キャンパス
    • Year and Date
      2011-06-04
  • [Presentation] 有機ELを光源とするマイクロチップ用蛍光検出システムの開発2011

    • Author(s)
      森岡和大・大隅夕紀子・宗伸明・中野幸二・今任稔彦・八尋正幸・安達千波矢・内山一美・中嶋秀
    • Organizer
      分離技術会年会2011
    • Place of Presentation
      明治大学生田キャンパス
    • Year and Date
      2011-06-04
  • [Presentation] キャピラリー電気泳動のためのインクジェット試料導入法2011

    • Author(s)
      池田紗織・中川ゆり・中嶋秀・内山一美
    • Organizer
      分離技術会年会2011
    • Place of Presentation
      明治大学生田キャンパス
    • Year and Date
      2011-06-04
  • [Presentation] インクジェット試料導入法を用いた定量的オンライン濃縮2011

    • Author(s)
      中川ゆり・池田紗織・斎藤望・中嶋秀・内山一美
    • Organizer
      分離技術会年会2011
    • Place of Presentation
      明治大学生田キャンパス
    • Year and Date
      2011-06-04
  • [Presentation] ナノビーズ集積化フォトニック結晶の作製と簡易・迅速な免疫測定2011

    • Author(s)
      新宮正子・中嶋秀・内山一美
    • Organizer
      分離技術会年会2011
    • Place of Presentation
      明治大学生田キャンパス
    • Year and Date
      2011-06-04
  • [Presentation] PDMSマイクロウェルの作製と規則配列構造体ドットアレイを用いた反応場の評価2011

    • Author(s)
      森谷孝介・中嶋秀・内山一美
    • Organizer
      分離技術会年会2011
    • Place of Presentation
      明治大学生田キャンパス
    • Year and Date
      2011-06-04
  • [Presentation] 微小液滴の導入によるハロゲン化物の原子発光測定2011

    • Author(s)
      玉橋大樹・長野弾・中嶋秀・内山一美
    • Organizer
      分離技術会年会2011
    • Place of Presentation
      明治大学生田キャンパス
    • Year and Date
      2011-06-04
  • [Presentation] シリカナノ粒子の調整と規則配列構造体による吸着測定2011

    • Author(s)
      井上智之・中嶋秀・内山一美
    • Organizer
      分離技術会年会2011
    • Place of Presentation
      明治大学生田キャンパス
    • Year and Date
      2011-06-03
  • [Presentation] Fluorimetric detection system for micro-flow analysis using organic light emitting diode with spectrally narrow emission at cutoff wavelength from edge2011

    • Author(s)
      Yukiko Okuma, Nobuaki Soh, Koji Nakano, Hizuru Nakajima, Katsumi Uchiyama, Akihide Hemmi, Masayuki Yahiro, Chihaya Adachi, Toshihiko Imato
    • Organizer
      IUPAC International Congress on Analytical Sciences 2011 (ICAS2011)
    • Place of Presentation
      Kyoto International Conference Center
    • Year and Date
      2011-05-26
  • [Presentation] Chemiluminescence immunoassay on compact disk type microfluidic platform using magnetic microbeads based on sequential flow driven by centrifugal force2011

    • Author(s)
      Shuai Guo, Nobuaki Soh, Koji Nakano, Hizuru Nakajima, Katsumi Uchiyama, Akihide Hemmi, Kazuyoshi Yamasaki, Shigeharu Morooka, Toshihiko Imato
    • Organizer
      IUPAC International Congress on Analytical Sciences 2011 (ICAS2011)
    • Place of Presentation
      Kyoto International Conference Center
    • Year and Date
      2011-05-25
  • [Presentation] A surface plasmon resonance sensor fabricated on a compact disk-type microfluidic device2011

    • Author(s)
      Takashi Usui, Akihide Hemmi, Tatsuya Tobita, Akihiro Moto, Nobuaki Soh, Koji Nakano, Toshihiko Imato, Hizuru Nakajima, Katsumi Uchiyama
    • Organizer
      IUPAC International Congress on Analytical Sciences 2011 (ICAS2011)
    • Place of Presentation
      Kyoto International Conference Center
    • Year and Date
      2011-05-24
  • [Presentation] Fabrication of opal type photonic crystal and its application to sensing device2011

    • Author(s)
      Masako Aramiya, Yoriko Inoue, Hizuru Nakajima, Katumi Uchiyama
    • Organizer
      IUPAC International Congress on Analytical Sciences 2011 (ICAS2011)
    • Place of Presentation
      Kyoto International Conference Center
    • Year and Date
      2011-05-23
  • [Presentation] Development of compact disk-type surface plasmon resonance immunosensor2011

    • Author(s)
      Akihide Hemmi, Takashi Usui, Akihiro Moto, Tatsuya Tobita, Nobuaki Soh, Koji Nakano, Toshihiko Imato, Katsumi Uchiyama, Hizuru Nakajima
    • Organizer
      The 6th International conference on Microtechnologies in Medicine and Biology (MMB2011)
    • Place of Presentation
      Lucerne, Switzerland
    • Year and Date
      2011-05-04
  • [Book] 分析化学用語辞典2011

    • Author(s)
      内山一美、中嶋秀, 他55名
    • Total Pages
      451
    • Publisher
      株式会社オーム社
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.comp.tmu.ac.jp/uchiyama/

URL: 

Published: 2013-06-26  

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