酵素前駆体を分子認識素子として利用する電気化学バイオセンシング手法の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23750073
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 分析化学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 井上 久美 東北大学, マイクロシステム融合研究開発センター, 助教 (20597249)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: バイオセンサ / 電気化学 / 酵素前駆体 / チップ型電極 / 生体機能利用

研究概要

バイオセンサの素子としてこれまでほとんど注目されていなかった酵素前駆体を利用することにより，新しい電気化学バイオセンシング手法を開発した。まず、エンドトキシンをモデル検出物質として、カブトガニ血清由来の酵素前駆体（リムルス試薬）を用いる検出法を検討した．原理検証に加えて基質や検出法の改良を行った結果、使い捨て可能なスクリーン印刷電極チップで実用に十分な感度をもつセンサ開発に成功したほか、液絡を排した実用的なデバイスでストリッピングボルタンメトリ法による高感度検出が可能であることが示された。さらに、本手法を広く一般展開するために、細胞のアポトーシス検出への応用について検討し、これに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Screen-printed endotoxin sensor based on amperometry using novel p-aminophenol conjugated substrate for Limulus amebocyte lysate protease reaction (2013)
  • 著者名/発表者名: Kumi Y. Inoue, Shinichiro Takano, Satoko Takahashi, Yosuke Ishida, Kosuke Ino, Hitoshi Shiku, Tomokazu Matsue
  • 雑誌名: Analyst 巻: 138巻 ページ: 6523-6531
  • DOI: 10.1039/C3AN01202F
  • 査読あり
• [雑誌論文] 安価な簡易型センサの実用化に向けた電気化学エンドトキシン検出法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上(安田)久美,高野 真一朗,高橋 里子,石田 洋祐,伊藤(佐々木)隆広,伊野浩介,珠玖 仁,末永 智一
  • 雑誌名: エンドトキシン・自然免疫研究 巻: 16巻 ページ: 7-11
• [雑誌論文] 医療現場で使うことを目指したチップ型電気化学バイオセンサ (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上(安田)久美
  • 雑誌名: 化学センサ 巻: 28巻 ページ: 114-121
• [雑誌論文] 酵素前駆体を用いる電気化学エンドトキシンセンサのための高感度検出法の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上(安田)久美, 高橋 里子, 児玉 隼人, 伊野 浩介, 珠玖 仁, 末永 智一
  • 雑誌名: Chemical Sensors 巻: 28巻, Suppl. A ページ: 31-33
• [雑誌論文] Development of an electrochemical Limulus amebocyte lysate assay technique for portable and highly sensitive endotoxin sensor (2012)
  • 著者名/発表者名: Kumi Y. Inoue, Satoko Takahashi, Kosuke Ino, Hitoshi Shiku, Tomokazu Matsue
  • 雑誌名: Innate Immun 巻: 18巻 ページ: 343-349
  • DOI: 10.1177/1753425911410337
  • 査読あり
• [学会発表] 産業の発展に資するセンシング原理および電気化学センサデバイス構築に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 井上(安田)久美
  • 学会等名: 電気化学会第81回大会
  • 発表場所: 関西大学千里山キャンパス
  • 年月日: 2014-03-29
• [学会発表] リムルス試薬を用いた電気化学検出型の小型エンドトキシン検査装置の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上(安田)久美,高野真一朗,高橋里子,石田洋祐,川端荘平,水村光,小田俊男,小川健一,坪井達也,伊野浩介,珠玖仁,末永智一
  • 学会等名: 第19回日本エンドトキシン・自然免疫研究会
  • 発表場所: ロイヤルオークホテルスパ&ガーデンズ、大津
  • 年月日: 2013-12-07
  • 招待講演
• [学会発表] プロテアーゼ活性の電気化学測定法の開発と医療応用を目指したアポトーシスおよびエンドトキシンの検出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上(安田)久美、高野真一朗、塩本周作、石田洋祐、中村文哉、伊野浩介、珠玖仁、末永智一
  • 学会等名: 日本分析化学会第62年会
  • 発表場所: 近畿大学東大阪キャンパス
  • 年月日: 2013-09-12
• [学会発表] Endotoxin assay on electrode chip for portable and easy-to-use sensor system (2012)
  • 著者名/発表者名: Kumi Y. Inoue, Shinichiro Takano, Satoko Takahashi, Yosuke Ishida, Takahiro Ito-Sasaki, Kosuke Ino, Hitoshi Shiku, Tomokazu Matsue
  • 学会等名: The 12th Biennial International Endotoxin & Innate Immunity Society (IEIIS) meeting
  • 発表場所: National Center of Sciences Building, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2012-10-24
• [学会発表] Development of Electrochemical Detection Method for Highly-Sensitive Endotoxin Assay Based on Zymogen Activation Cascade Reactions (2012)
  • 著者名/発表者名: Kumi Y. Inoue, Satoko Takahashi, Hayato Kodama, Kosuke Ino, Hitoshi Shiku and Tomokazu Matsue
  • 学会等名: 63rd Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2012-08-21
• [学会発表] 酵素前駆体を用いる電気化学エンドトキシンセンサのための高感度検出法の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上(安田)久美, 高橋 里子, 児玉 隼人, 伊野 浩介, 珠玖仁, 末永智一
  • 学会等名: 電気化学会第79回大会
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] Zymogen Based Electrochemical Sensor for Endotoxin Assay (2011)
  • 著者名/発表者名: Kumi Y. Inoue, Satoko Takahashi, Kosuke Ino, Hitoshi Shiku, Tomokazu Matsue
  • 学会等名: The 9th Asian Conference on Chemical Sensors
  • 発表場所: Chientan Youth Activity Center, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2011-11-15
• [図書] 「簡易型エンドトキシンセンサの実現に向けた電気化学計測法の開発」『バイオセンサの迅速・簡易・高機能化技術と課題解決書(仮題)』 (2014)
  • 著者名/発表者名: 井上(安田)久美,珠玖 仁,末永智一(分担執筆)
  • 出版者: 株式会社技術情報協会
• [産業財産権] 電極チップおよび化学物質の定量方法 (2014)
  • 発明者名: 小川健一,坪井達也,末永智一,井上久美,高野真一朗
  • 権利者名: 大日本印刷株式会社,国立大学法人東北大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2014-070156号
  • 出願年月日: 2014-03-28
• [産業財産権] 微生物夾雑物の濃度検出方法、電極チップおよびオリゴペプチド (2014)
  • 発明者名: 小川健一,坪井達也,末永智一,井上久美,高野真一朗
  • 権利者名: 大日本印刷株式会社,国立大学法人
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2014-047888号
  • 出願年月日: 2014-03-11