| 研究課題/領域番号 |
16550083
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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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 |
分析化学
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
内海 裕一 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 助教授 (80326298)
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| 研究分担者 |
武尾 正弘 兵庫県立大学, 工学研究科物質系工学専攻, 助教授 (40236443)
銘刈 春隆 独立行政法人産業技術総合研究所, 先端製造プロセス部門, 主任研究員 (30321681)
根来 誠司 兵庫県立大学, 工学研究科物質系工学専攻, 教授 (90156159)
服部 正 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 教授 (70326297)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| キーワード | 環境分析 / チップ分析 / 生体分析 / マイクロメカトロニクス / バイオリアクター / 反応流 |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、積層型のバイオマイクロリアクターを新たに提案し、酵素免疫測定法を用いた多検体の環境微量分析に適用するためのプロトタイプを実現することにある。本バイオマイクロリアクターは、微細貫通孔を集積した構造を有する流体フィルターを用いて、垂直方向への送液を制御するものである。最終的に放射光を用いた3次元LIGAプロセスにより、垂直流路上の各層を区切る流体フィルタを作製し、これを用いて単一および複数(3個体)の積層型マイクロバイオリアクターのプロトタイプの作製に成功した。さらに流体挙動特性と、内分泌撹乱物質の測定への適用が可能かどうか検証を行った。具体的には、抗体感作粒子を用いた酵素免疫測定法による抗原測定の検討を行った。抗ノニルフェノール抗体感作粒子(70μm径)を調製し、内分泌撹乱物質・ノニルフェノールの測定を試みた。ここで、放射光にて40μm径の円形或いはハニカム型の貫通口を有するフィルタを作成し、このフィルタを各層の間に挿入して、反応固相を上層に堰き止め、ノニルフェノールを酵素免疫法により検出した。従来の競合酵素免疫法による分析下限値は5μg/lであったが、積層型マイクロバイオリアクターでは、0.1μg/lのノニルフェノール(ハプテン)を用いた場合にも、酵素修飾ハプテンと、未修飾ハプテンとの間で、有意な競合が確認でき、測定下限値が、環境省が定めるGC/MS分析レベルの0.1μg/lに匹敵することを明らかにした。
作製した流体フィルタ(直径3mm)内には、高アスペクト比の貫通孔が2000個以上集積された微細空間構築されるため、同内壁を反応場として用いることで、特に、拡散律速の反応速度を飛躍的に高めることが期待できる。そこで、流体フィルタの内壁に抗体を結合させ、マウス・免疫グロプリンの検出を行った。その結果、酵素免疫実験系において、免疫グロブリンの検出が可能であることを明らかにした。また、多項目多検体同時測定系を将来的に構築することを考慮し、3サンプル同時測定できる集積化デバイス作成し評価した結果、マウス免疫グロブリンの同時3サンプル測定を行うことが可能であることを明らかにした。
最終的に内分泌撹乱物質としてノニルフェノールに注目し、流体フィルター内に抗体を固定化し、サンドイッチELISA法にて0.1μg/lの感度にて測定する事に成功した。また、多項目多検体同時測定系を将来的に構築することを考慮し、3サンプル同時測定できる集積化デバイス作製し評価した結果、マウス免疫グロブリンの同時3サンプル測定を行うことが可能であることを明らかにした。ここにおいても抗体結合型流体フィルターを用いた測定系として、ノニルフェノールの測定を行い、0.1μg/lの感度を得た。
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