バイオメムスを利用した環境計測システム

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14658174
• 研究機関: 東京都立大学
• 研究代表者: 内山 一美 東京都立大学, 工学研究科, 助教授 (40151899)
• 研究分担者: 中釜 達朗 東京都立大学, 工学研究科, 助手 (50244421) ; 下坂 琢哉 東京都立大学, 工学研究科, 助手 (40295473) ; 保母 敏行 東京都立大学, 工学研究科, 教授 (00087321)
• キーワード: バイオメムス / マイクロ化学分析 / 酵素免疫測定法 / レセプターイムノアッセイ / 環境モニタリング / ダイオキシン / レーザーアブレーション / 表面処理

研究概要

前年度の研究成果をもとに更に発展させた。マイクロチャネルによる免疫化学的測定を行う方法について実際に反応をマイクロビーズ上で実施する方法、及び申請者らの提案による高分子マイクロチャネル内壁の特定位置に機能を固定化する方法について検討した。マイクロビーズを用いる方法では従来96孔ウェルを使用して行っていた細胞免疫化学的測定法をそのまま実施し、ダイオキシン類の測定を行った。チャネル内壁への抗体固定にでは次の2つの方法について検討した。即ち1)種々の高分子表面へのタンパク質の非特異的吸着を利用した固定化方法とその評価、2)光架橋試薬を光化学的にマイクロチャネル内面にパターニングする方法である。マイクロビーズを用いた方法では2,3,7-TCDDを用いて検量線を作製したところ1〜32pg(DEQ)の範囲で極めて良好な直線関係が得られた。更に測定の再現性は極めて良好で、マイクロチャネルを用いることのより迅速化と高感度化、高精度化を同時に達成できることがわかった。次に高分子表面へ非特異的吸着を利用したタンパク質の固定化について検討した。種々の高分子について検討した結果ポリジメチルシロキサン(PDMS)が最も非特異的吸着が大きく簡便にタンパク質を固定化できることがわかった。PDMS内壁にこのように固定化したHRPは極めて安定であり、酵素活性も長期間維持すること、マイクロチャネルのサイズ効果により壁面に固定化しただけで極めて効率的に反応することがわかった。更にガラス表面の非特異的吸着を利用してマイクロチャネル作成後オンラインで固定化可能な方法を考案した。即ち予めクロムを蒸着したガラス板とPDMSのコンポジット型マイクロチップのガラス側から高強度パルスYAGレーザーを照射することによりアブレーションを起こし選択的にクロム薄膜を除去し、タンパク質を固定化した。更にポリスチレン製マイクロチャネル内壁に光化学的にアビジンを固定化し、非特異的吸着を6M-グアニジンなどで洗浄後ビオチニル化したタンパク質を固定化する方法を開発し、いくつかの知見を得た。

研究成果

• [文献書誌] Z.Chen, T.Nishiyama, K.Uchiyama, T.Hobo: "Electrochromatographic enantioseparation using chiral ligand exchange monolithic sol-gel column"Anal.Chim.Acta. 501. 17-23 (2004)
• [文献書誌] Z.Chen, T.Nakayama, T.Nakagama, K.Uchiyama, T.Hobo: "Thermodynamic approaches to intermolecular interaction and retenti on behavior in liquid chromatography"J. Liqid Chromatogr. 26/17. 2809-2838 (2003)
• [文献書誌] 内山一美, 坂井宣子, 下坂琢哉, 保母敏行: "マイクロチャネルによる分離分析"化学工業. 422-427 (2003)
• [文献書誌] T.Nakagama, T.Meada, K.Uchiyama, T.Hobo: "Monitoring nano-flow rate of water by atomic emission detection using helium radio-frequency plasma"Analyst. 128. 543-546 (2003)
• [文献書誌] Z.Chen, H.Ozawa, K.Uchiyama, T.Hobo: "Cyclodextrin-modified monolithic columns for resolving dansyl amino acid enantiomers and positional isomers by capillary electrochromatography"Electrophoresis. 24. 2550-2558 (2003)