2014 Fiscal Year Research-status Report
アミロイドβペプチドの電気化学的検出によるアルツハイマー病早期診断システムの開発
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26350552
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
藤井 敏司 甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 教授 (80271518)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | アルツハイマー型認知症 / アミロイドβ / 電気化学 / バイオセンサー / プロテインチップ / 早期診断 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、アルツハイマー型認知症の原因物質として考えられているアミロイドβペプチド（Aβ）を、迅速かつ高感度に、また安価に定量測定が可能なプロテインチップを用いて検出できるシステムの開発を目指している。これまでの研究により、我々が開発したAβの凝集を促進させるペプチド（AFPP）を固定した電極と銅2価イオンを用いて、50 nMのAβを１時間以内に検出することに成功していたが、最終的な目的である血漿中のAβ濃度の測定（数十～数百pM）にはより一層の感度向上を図る必要があった。
そこで本年度は、電極の高感度化を中心に検討を行った。観測される電流値は理論上電極の表面積に比例するので、電極の表面積を拡げるために金ナノ粒子（AuNP）で電極表面を修飾した後、AFPPを固定化した。その結果、複数回、修飾を繰り返すことで約40倍の電極表面積の拡大が可能であり、また、本科学研究費補助金で購入した従来機種より高感度測定が可能な電気化学アナライザを用いることで、感度も約40倍に向上した。
しかし、AuNP修飾は単に物理吸着によるものなので、従来法では可能であった電極洗浄後の再測定に対しては、その定量性が失われるものとなった。
また、AFPPのAβ凝集促進メカニズムについても平行して検討した。種々の分光法および電子顕微鏡観察により、AFPPは速やかにβシート構造をとり、アミロイド線維成長の核となることでAβの線維化を促進していることがわかった。また、形成される線維はAFPPが混在する場合、Aβのみの時よりも短いことがわかった。
今後は、これらの知見をもとに、電極のさらなる高感度化と電極の物理的強度の向上を進めていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
高感度化については金ナノ粒子修飾により達成できる目処がついたが、物理的強度不足により、繰り返し測定時の再現性に問題があった。
また、AFPPの凝集促進メカニズムについては、概要が明らかとなったが、配列の最適化などは行えていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、当初の予定通り夾雑物質の影響やチップの初期化の最適化・チップの物理的耐久性の向上を図るとともに、新たにAFPP上へのAβの集積量を向上させるためのセルの形状、溶液の条件などの最適化を図る。
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| Causes of Carryover |
金ナノ粒子修飾電極の作成とその評価に時間を費やし、実試料であり高価なアミロイドβの測定が予定していたよりも行えなかったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
修飾電極の評価法については確立できたので、本年度は実試料であるアミロイドβの測定回数を重ねて繰り越した予算を使用する。また、効率良くアミロイドβを凝集させるための電気化学セルの試作にも使用する予定である。
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