| 研究課題/領域番号 |
16360207
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
計測工学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
末廣 純也 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助教授 (70206382)
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| 研究分担者 |
原 雅則 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 教授 (30039127)
今坂 公宣 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助手 (40264072)
千田 彰 愛知学院大学, 歯学部, 教授 (80097584)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2005
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| キーワード | 誘電泳動 / インピーダンス / 抗原抗体反応 / 電気細胞膜破壊 / カーボンナノチューブ / 細菌検査 / 電気化学反応 / 大腸菌 |
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| 研究概要 |
(1)細胞膜電気破壊に用いる高電界パルスの波形最適化と細菌検出への応用
・高電界パルスの印加時間を10msとすることで、測定の妨げとなる金属電極からのイオン溶出を抑制することができた。これにより、ブランクサンプルに対してはパルス印加時のコンダクタンス変化をほぼゼロにすることに成功した。
・細胞膜電気破壊に用いるパルス波形として、従来用いていた正弦波よりも両極性矩形波パルスの方が効率的に細胞膜を破壊できることがわかった。
・上記の最適化パルス波形を用いることで、大腸菌の検出感度を従来の10^4CFU/mlから10^2CFU/mlに向上させることに成功した。
(2)抗体固相化電極と細胞膜電気破壊を併用した選択的DEPIM法の開発
・表面に抗体を予め物理吸着させた電極を用いることで、誘電泳動した大腸菌を抗原抗体反応によって泳動後も電極上に保持する方法を開発した。
・上記の操作を多数回繰り返すことにより、保持される菌数とコンダクタンス変化が増加することを示した。
・上記の手法では、電極への細菌の非特異的吸着を完全に抑制することはできず、充分な選択性を実現することはできなかった。そこで、誘電泳動力を弱めターゲット細菌のみが高い選択性で捕集される方法を提案した。この手法に細胞膜電気破壊を併用することで、大腸菌とセラチア菌の混合懸濁液から大腸菌のみを選択的に検出できることを実証した。
(3)DEPIMによる歯垢細菌の選択的検出法に関する基礎検討
・代表的な歯垢細菌であるS.sobrinusのDEPIM応答を調べた結果、菌数にほぼ比例してコンダクタンス上昇率が増大することがわかった。
(4)ナノマテリアルの誘電泳動集積とセンサへの応用
・誘電泳動によってカーボンナノチューブやZnOナノワイヤーなどのナノマテリアルをマイクロ電極間に集積できることを示した。
・ナノマテリアル集積に伴う電極間インピーダンスの変化をDEPIMにより測定できることを確認した。
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