パイロジエン(病原性物質)計測用ピエゾ免疫ロンサーの開発

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63850169
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 軽部 征夫 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (50089827)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 早出 広司 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (10187883) ; 民谷 栄一 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (60179893)
• Keywords: パイロジエン測定 / 水晶振動子 / 免疫センサー / インピーダンス測定 / エンドトキシン

Research Abstract

近年種々の分野で化学物質の計測が要望されており、これらを計測するセンサーの開発が盛んに行なわれている。特にパイロジエン物質、抗原物質などの各種病原性物質の計測は医薬品産業分野において極めて重要である。本研究では測定デバイスとして新たにピエゾ水晶発振子に着目した新しい原理に基づくセンシングシステムを開発することにした。水晶振動子は、重量変化や溶液の粘弾性変化などを極めて高感度に測定できるデバイスであり、免疫反応に伴なう物性変化を測定することが可能である。そこでまず、ピエゾ素子を溶液中で使用するための条件について検討した。インピーダンス測定により、種々の溶液条件で水晶振動子の等価回路を求めたところ。周波数変化が粘性変化と密接に関係していることがわかった。IgG結合反応に伴なう等価回路定数を測定したところ、周波数変化が重量変化及び界面の弾性的な性質と関係することが推定された。また、エタノル、グリセリン溶液を用いた実験より、抵抗周波数変化は(ρη)^<1/2>(ρ=密度、η=粘性率)に対して良い直線関係を示すことがわかった。そこでこの水晶振動子を用いてエンドトキシン(パイロジェンの一種)のゲル化反応を粘性変化として測定した。その結果、抵抗、周波数変化共に、一定の時間を経過したのちゲル化の進行に伴ない値が増加していき、ゲル化の終了と共に一定値になることがわかった。また、エンドトキシン濃度が高くなるほど短い時間でゲル化が進行していることがわかった。これにより、エンドトキシン濃度0.1〜10^5ピュグラム/mlの濃度範囲で測定できることが示された。以上のように、本システムを用いることにより、パイロジェル物質が簡便かつ迅速に測定できることが示唆された。

Research Products

• [Publications] H.Muramatsu;et al.: Analytica Chemica Acta. 215. 91-98 (1988)
• [Publications] M.Gotoh;et al.: Sensors ＆ Actuators. 16. 55-65 (1988)
• [Publications] H.Muramatsu;et al.: Analytical Chemistry. 60. 2142-2146 (1988)
• [Publications] E.Tamiya;et al.: Analtica Chimica Acta. 207. 77-44 (1988)
• [Publications] H.Muramatsu;et al.: J.Membrane Science.
• [Publications] H.Muramatsu;et al.: Analytica Chemica Acta.
• [Publications] I.Karube: "Method in Enzymology Vol.137" Academic Press, 131-137 (1988)
• [Publications] I.Karube: "Biosensor;Yearbook Biotechnology Band 2" Carl Hanser Ver, 183-206 (1988)