マイクロチップテクノロジーを利用した生化学分析システムの構築

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14206014
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 大久保 明 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (20111479)
• 研究分担者: 安保 充 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 講師 (00272443) ; 山崎 素直 長崎大学, 環境科学部, 教授 (00011982)
• キーワード: マイクロチップ / TLM / ステロイドホルモン / ELISA / PDMS / 肥満細胞 / ヒスタミン / マクロファージ

研究概要

本年度の研究実績として、免疫分析および細胞を用いた生物活性物質分析のためのマイクロチップ作製を行い、それらの評価と分析を行った。免疫分析用ガラスチップには、抗体を吸着させたビーズを保持するため、フォトリソグラフィ-ウエットエッチング法を駆使して、マイクロチップ上に堰構造を作製した。昨年度に作製した堰構造を改良し、送液した溶液の淀みが少ない構造とし、熱レンズ顕微鏡(TLM)を用いた分析に適した構造とした。この免疫分析用マイクロチップおよびTLMを利用し、実試料、特に環境中の内分泌攪乱化学物質である有機スズの標的生物の海産巻貝類におけるステロイドホルモン類の分析について、オンチップELISA法を用いて行った。従来の測定方法では、巻貝などの小さな個体を測定するためには感度が足りず、数個から数十個の個体を合わせて測定していたが、本研究で作製した分析システムで得た検量線では、海産巻貝類であるイボニシの卵巣中におけるステロイドホルモンを各個体ごとに定量することが可能となった。
細胞保持型チップとしては、主にPDMSを素材として利用した。PDMSチップを多層構造とし、細胞保持用のフィルターを挟み込むことで細胞チャンバーを作製した。このPDMSチップにはラット由来の腹腔肥満細胞を導入、保持し、化学物質により刺激を与え、ヒスタミンを放出させた。遊離したヒスタミンは下層のチップ上にて蛍光誘導体化して、蛍光顕微鏡を利用して蛍光分析した。酸素透過性であるPDMSは細胞利用型のチップ素材に適しており、細胞への酸素供給は良好であった。検討の結果、導入細胞数を従来よりも2桁程度低減することができ、必要試薬、必要細胞数の低減、作業量、作業時間の短縮などを実現した。また、細胞利用型ガラスチップの作製も検討し、マクロファージを導入し、保持することを可能とした。

研究成果

• [文献書誌] Fujii S., Tokuyama, T., Abo, M., Okubo, A.: "Development of a reflected light fluorescence unit for the microfluidic detection system"micro Total Analysis Systems 2003. vol.7. 391-394 (2003)
• [文献書誌] Fujii, S., Tokuyama, T., Abo, M., Okubo, A.: "Fluorometric determination of sulfite and nitrite in aqueous samples using a novel detection unit of a microfluidic device"Analytical Sciences. 20(1). 209-212 (2004)
• [文献書誌] Fujii, S., Tokuyama, T., Abo, M., Okubo, A.: "Simple microfabrication method of glass plate using high-viscosity photoresist for micro analytical systems"Analyst. 129(in press). (2004)