バイポーラ電気化学に基づく走査型免疫センサによる迅速な多検体連続検出

使用基于双极电化学的扫描免疫传感器快速连续检测多种分析物

• 批准号: 21K04075
• 负责人: 桑原 敬司
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04075/
• 关键词: バイオセンサ; バイポーラ現象; バイポーラ電気化学; インピーダンス; 走査測定; 免疫反応

2022年度は，走査型測定装置の改良，駆動電極とバイポーラ電極の表面修飾の検出性能への影響の評価，増感材を利用した高感度化法の検討，抗原－抗体反応の走査による連続検出を実施した。昨年度行ったノイズ低減の効果により，測定精度が向上したことから新たに走査測定開始時と停止時でインピーダンス値が異なることが明らかとなった。検討の結果，このインピーダンスの違いは装置の傾き由来することがわかったため，新たにαβ軸傾斜ステージを導入し，傾きの影響を走査距離10cmあたりインピーダンス値として0.2%（傾斜0.05‰）以下に抑制した。駆動電極の表面積の増大は生体分子の検出感度に対して強く影響しなかった。生体分子を固定する足場としてバイポーラ電極表面の修飾に使用する単分子層の厚さも同様に，生体分子検出の感度に強い影響を見せなかったが，暑さに関しては最大感度を示す測定周波数に影響した。これは，単分子層の厚さに由来する容量の変化によるものであり，表面修飾法の選択により，最大感度を示す周波数を測定に適した周波数にコントロールできることを示している。また，磁性粒子を利用した生体分子検出の増感の結果，インピーダンス応答を2倍程度（10Hz）に増加させることに成功した。さらに，抗体固定化基板を作製し，抗原としてC反応性たんぱくの走査型連続検出を試みた結果，一般に検査の基準値とされる値を含む10－1000nMの範囲で濃度に依存した応答を得ることに成功した。

2022财年，我们将改进扫描测量装置，评估驱动电极和双极电极的表面修饰对检测性能的影响，研究使用敏化剂提高灵敏度的方法，并通过扫描连续检测抗原抗体反应。由于去年进行了降噪，测量精度得到了提高，现在可以清楚地看到扫描测量开始和停止时的阻抗值有所不同。经过调查，我们发现这种阻抗差异是由于器件的倾斜造成的，因此我们引入了新的αβ轴倾斜平台，将倾斜的影响抑制到小于0.2%（倾斜0.05‰）：每 10 厘米扫描距离的阻抗值。增加驱动电极的表面积并没有强烈影响生物分子的检测灵敏度。同样，用于修饰双极电极表面作为固定生物分子的支架的单层厚度对生物分子检测的灵敏度没有很大影响，但热量会影响显示最大灵敏度的测量频率。这是由于单分子层的厚度引起的电容的变化，并且表明可以通过选择表面改性方法将表现出最大灵敏度的频率控制为适合测量的频率。此外，通过使用磁性粒子对生物分子检测进行敏化，我们成功地将阻抗响应提高了约两倍（10Hz）。此外，我们创建了抗体固定的底物，并尝试连续扫描检测作为抗原的 C 反应蛋白，结果，我们获得了 10-1000 nM 范围内的浓度依赖性响应，其中包括通常认为的值。测试的标准值非常成功。

项目成果

バイポーラ現象を利用した電気化学バイオセンサによる抗原抗体反応の検出

利用双极现象使用电化学生物传感器检测抗原抗体反应

• 发表时间: 2022
• 作者: 栩木有理沙;高橋 青;近藤みずき;桑原敬司
• 通讯作者: 桑原敬司

ニトロセルロース膜上へのたんぱく質吸着の電気化学分析

硝酸纤维素膜上蛋白质吸附的电化学分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 関根 陸;近藤みずき;桑原敬司
• 通讯作者: 桑原敬司

スピンコーティングしたニトロセルロース膜上に吸着したタンパク質の電気化学検出

旋涂硝化纤维素膜上吸附蛋白质的电化学检测

• 发表时间: 2021
• 作者: 関根 陸;近藤みずき;桑原敬司
• 通讯作者: 桑原敬司

走査型センシング法によるスポット状に固定したタンパク質の連続検出

使用扫描传感方法连续检测定点蛋白质

• 发表时间: 2022
• 作者: 栩木有理沙;高橋 青;近藤みずき;桑原敬司
• 通讯作者: 桑原敬司

バイポーラ現象を利用した電極基板上でのアビジン-ビオチン反応の検出

利用双极现象检测电极基底上的亲和素-生物素反应

• 发表时间: 2022
• 作者: 栩木有理沙;高橋 青;近藤みずき;桑原敬司
• 通讯作者: 桑原敬司