2015 Fiscal Year Research-status Report
歯周病原細菌をターゲットとした歯肉溝挿入型微小バイオセンサーの開発
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26670850
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| Research Institution | Health Sciences University of Hokkaido |
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Principal Investigator |
遠藤 一彦 北海道医療大学, 歯学部, 教授 (70168821)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
建部 二三 北海道医療大学, 歯学部, 助教 (10534448)
門 貴司 北海道医療大学, 歯学部, 助教 (20632540)
古市 保志 北海道医療大学, 歯学部, 教授 (80305143)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | バイオセンサー / 歯周病源菌 / 抗原-抗体反応 / チタン電極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究初年度は、歯周病源菌をターゲットとした診断デバイスを構築するために、抗原-抗体反応を利用したバイオセンサーを作製するための基盤となるチタン電極の表面処理法を検討した。具体的には、チタン電極の表面にProtein Aを修飾し、これを介して抗体を結合させる手法を開発した。
平成27年度は、チタン電極の表面に抗体を高密度で固定化する最適な条件を見出すことを目的とした。Carboxy-EG3-HPA (HPA)を結合させて表面にカルボキシ基を導入したチタン電極をProtein A濃度1μg/ml- 50 μg/mlに調整した溶液に4℃で72時間浸漬し,結合したProtein AをXPSを用いてN 1sスペクトルの強度を指標として評価した。その結果、N1sのピーク強度はProtein Aの濃度依存的に上昇し、10－25μg/mlで一定値に達した。この結果から、HPAを介してチタン表面にProtein Aを固定化させる際の最適濃度は、25μg/mlであることが分かった。次に、最適濃度でProtein Aを結合させたTiディスクをIgG濃度50μg/ml-700 μg/mlに調整したリン酸緩衝溶液に37℃で1時間浸漬し,同様にXPSを用いてTi表面に結合したIgGの量を評価した。その結果、N 1sのピーク強度はIgGの濃度依存的に上昇し,300 μg/mlで一定値に達した。これらの結果から、HPAを介してチタン表面にprotein A を結合させる条件として,処理液のProtein A最適濃度は25 μg/ml、さらに,Protein A を介してIgGを結合させる処理液のIgG最適濃度は300 μg/mlであることが確認された。
平成27年度の研究によって、抗原-抗体反応を利用したバイオセンサーを作製するための最適な表面処理条件を見出すことができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度に作製した抗体を結合させたチタン電極では、細菌との結合を電位応答として検出することができなかった。そこで平成２６年度は、抗体の結合密度を高くするために、表面処理条件の最適化を行った。その結果、抗体を結合させたチタン電極を細菌を懸濁させた溶液に浸漬し、電位応答が得られるところまでは確認しているが、検出限界の決定や検量線の再現性を確認するまでは達していない。ターゲットとする細菌検出の選択性を含めた確認実験を速やかに行う必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究最終年度は、予定衣通り前年度までに構築したチタンセンサーの必要な特性評価を終え、さらに歯肉溝に直接挿入できるようにセンサーを微小化することを試みる。
最近、水晶振動子マイクロバランス（QCM)の性能が飛躍的に向上し、水溶液中における質量の超微量測定が可能となっている。また、装置本体も携帯可能なほど小型化され、歯科診療室での使用も問題なくできる状況となった。微生物の検出感度は、現在検討しているポテンシオメトリーを利用した電極よりも格段に高いことが予想されるため、現在開発している抗体を結合させたセンサーをQCMに応用する検討も、申請した実験計画に追加して行う予定である。
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| Causes of Carryover |
１９，５５０円で本年度の研究に必要かつ不可欠な物品を調達できなかったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の物品費と合わせて使用する予定である。
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