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2018 年度 実績報告書

血中抗体医薬品のPOC分析を可能にするマイクロ流体糸基板センサー

研究課題

研究課題/領域番号 18H02008
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

チッテリオ ダニエル  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (00458952)

研究分担者 蛭田 勇樹  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (60710944)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード抗体医薬品 / POCT / 糸基板センサー / 生物発光 / マイクロ流体
研究実績の概要

病院の診療室やベッドサイド、さらには在宅で行う検査、すなわちPoint of Careで、1滴の血液から血中抗体医薬品濃度のモニタリングができる安価、簡便、使い捨ての糸基板マイクロ流体分析デバイス(microfluidic thread-based analytical devices; μTADs)を開発した。マーカー抗体の特異的な認識、抗体濃度に応じたレシオメトリック(青から緑色)なシグナルの変化、生物発光によるシグナルの発生という機能が集約されているbioluminescent antibody sensing proteins (LUMABS)をμTADsに応用した。μTADsの基礎評価を行い、紙基板マイクロ流体分析デバイスと比べて、少ないサンプル量での抗体の定量分析が可能であることを確認した。一つのデバイス内に6つの糸を組み込むことで、6つのターゲットを同時に分析することを可能とした。また、デバイスの保存安定性の向上のために、生物発光基質フリマジンの保存安定性向上も達成した。フリマジンは長期的な保存安定性が低く、デバイスの長期保存には適さないため、3位のカルボニル基を保護することで、安定性を向上させた新規誘導体を4種類合成した。これらは水溶液中での保存安定性が向上することがわかった。このように、これまでの紙基板マイクロ流体分析デバイスで問題となっていた分析に必要なサンプル量、保存安定性を改善することができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の研究計画通り、糸基板に変えることでさらに少量での抗体濃度の定量分析を達成できている。また、生物発光基質フリマジンの安定性向上のための誘導体化も順調に進んでおり、保存安定性の向上も確認できている。

今後の研究の推進方策

Point of Careでの分析のために、スマートフォンでデバイスの生物発光シグナルを撮影することでの定量分析法について検討していく。また、デバイスの長期保存安定性についても評価していく。フリマジン誘導体の水溶液中での保存安定性は確認しているため、デバイスに組み込むことでの保存安定性を評価する。得られた結果については、学会発表、学術誌への投稿を行う。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] Department of Biomedical Engineering/Eindhoven University of Technology(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      Department of Biomedical Engineering/Eindhoven University of Technology
  • [雑誌論文] Paper-Based Antibody Detection Devices Using Bioluminescent BRET-Switching Sensor Proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Tenda Keisuke、van Gerven Benice、Arts Remco、Hiruta Yuki、Merkx Maarten、Citterio Daniel
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 57 ページ: 15369~15373

    • DOI

      10.1002/anie.201808070

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Microfluidic thread-based analytical devices for antibody detection in whole blood using bioluminescent sensor proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Tomimuro Kosuke, Tenda Keisuke, Hiruta Yuki, Merkx Maarten, Citterio Daniel
    • 雑誌名

      Proceedings of MicroTAS 2018

      巻: なし ページ: 1018~1021

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Paper- and thread-based immunoassay devices with colorimetric bioluminescence signaling2019

    • 著者名/発表者名
      Tomimuro Kosuke, Tenda Keisuke, Merkx Maarten, Hiruta Yuki, Citterio Daniel
    • 学会等名
      Pittcon 2019, Philadelphia, USA
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Paper-based analytical device for the detection of antibodies in biological samples2018

    • 著者名/発表者名
      Tenda Keisuke、van Gerven Benice、Arts Remco、Hiruta Yuki、Merkx Maarten、Citterio Daniel
    • 学会等名
      PERCH-CIC 2018, Pattaya, Thailand
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Simple and low-cost optical detection of clinically relevant targets at point-of-care2018

    • 著者名/発表者名
      Citterio Daniel
    • 学会等名
      International Workshop on Photonics Polymer for Innovation (IWPPI), Suwa, Japan
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of stable bioluminescent substrates activatable by hydrolysis2018

    • 著者名/発表者名
      Mizui Yuki, Tanaka Masanobu, Tenda Keisuke, Iwasawa Naoko, Hiruta Yuki, Citterio Daniel
    • 学会等名
      Royal Society of Chemistry - Tokyo International Conference 2018 (RSC-TIC 2018), Makuhari Messe, Japan
    • 国際学会
  • [学会発表] Microfluidic thread-based analytical devices for antibody detection in whole blood using bioluminescent sensor proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Tomimuro Kosuke, Tenda Keisuke, Hiruta Yuki, Merkx Maarten, Citterio Daniel
    • 学会等名
      International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2018), Kaohsiung, Taiwan
    • 国際学会
  • [学会発表] Capillary flow-driven analytical devices for sample-in-signal-out assaying of clinically relevant analytes2018

    • 著者名/発表者名
      Citterio Daniel
    • 学会等名
      Flow Analysis 2018, Bangkok, Thailand
    • 国際学会 / 招待講演
  • [産業財産権] Detection device for bioluminescent detection of biomarkers from a biological fluid sample using luminescent sensing proteins2018

    • 発明者名
      Citterio, Merkx et al.
    • 権利者名
      Citterio, Merkx et al.
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/EP2018/072758
    • 外国

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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