Development of Mass Production Technology for Medical Diagnostic Chips Using Femtosecond Laser Ablation and Inkjet Printing
飞秒激光烧蚀喷墨打印医疗诊断芯片量产技术开发
基本信息
- 批准号:21K03798
- 负责人:
- 金额:$ 2.66万
- 依托单位:
- 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 2024-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
前年度までにプラスチック流路基板(0.15mm×0.15mm)にレーザ改質を行うことで、新型コロナウイルス抗体に対するリコンビナントタンパクを固相化する事に成功した。そこで今年度はレーザ改質による乾式下で作製した検査チップと、従来のウェットな環境下で作製した検査チップとの比較を行い、これらの差分について評価を行った。QCM-D(Quartz Crystal Microbalance-Dissipation)による相互作用解析からレーザで改質した表面は未処理の表面に比べて共振後の振動数の消散スピードが早かったことから硬質膜を形成していることがわかった。その一方で、非特異的な吸着を反映する振動周波数変化(Δf)は小さかったため、親水化層を形成していることが示唆された。一般的に親水性が高い単分子膜などは非特異的な吸着を洗浄除去するため水の層が表面に形成されるが、その場合は硬質膜ではなくソフト膜となる。そのためこの現象はレーザ改質によってプラスチック表面のC-C結合が切断されてラジカル或いは親水基が生成され、結果として、自発的に親水化の層が形成されたものと考えられた。さらに立体構造がより明らかになっている抗原抗体タンパク(アディポネクチン)を用いて理論と実験の両方から考察を試みたところ、抗体分子が基板表面のタンパクと特異的に結合するとパルス波のような迅速なΔfを示すのに対し、非特異的な吸着はΔfが徐々に上昇する事が示唆された。このようにSとNで全く異なるシグナルを示すことは新たな発見であった。そこで本知見をベースに検査チップの作製を行い臨床検査で汎用されているマイクロプレートの酵素免疫測定法と比較したところ、約1/10の測定時間で同程度の感度を示した。これら結果の一部は臨床検査関連の学会等で発表を行い大きな反響があった。
到前一年,我们通过激光修饰塑料通道基板(0.15mm x 0.15mm),成功固定化了针对新冠病毒抗体的重组蛋白。因此,今年我们将使用激光改性的干法工艺制造的测试芯片与传统湿法环境下制造的测试芯片进行了比较,并评估了它们之间的差异。使用 QCM-D(石英晶体微天平耗散)进行的相互作用分析表明,激光改性的表面在共振后比未处理的表面耗散频率更快,这表明形成了硬膜。另一方面,反映非特异性吸附的振动频率变化(Δf)较小,表明形成了亲水层。通常,在高亲水性单分子膜的表面形成一层水来洗掉非特异性吸附,但在这种情况下,膜变成软膜而不是硬膜。因此,这种现象被认为是由于激光改性切断了塑料表面的C-C键,产生自由基或亲水基团,导致亲水层自发形成。利用三维结构更加清晰的抗原抗体蛋白(脂联素),我们尝试从理论上和实验上进行研究,发现当抗体分子与基质表面的蛋白质特异性结合时,会产生脉冲波状的脉冲波。发生快速反应,表明非特异性吸附表现出Δf逐渐增加。这是一个新的发现,S和N显示出完全不同的信号。因此,我们基于这些知识创建了一种测试芯片,并将其与临床测试中广泛使用的使用微孔板的酶免疫测定方法进行了比较。在大约1/10的测量时间内显示出相同水平的灵敏度。其中部分成果在临床检测相关学术会议上发表并获得热烈反响。
项目成果
期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
新規マイクロ流路技術による10分ELISAの実現と抗SARS-CoV-2 抗体検査
利用新型微流控技术实现 10 分钟 ELISA 和抗 SARS-CoV-2 抗体检测
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:渕脇雄介
- 通讯作者:渕脇雄介
10分以内にELI SAが完結する新規マイクロ流路と新型コロナウイルス抗体検査
新型微通道和新冠病毒抗体检测,10分钟内完成ELI SA
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:渕脇雄介;兼田麦穂;林郁恵;藤井理恵;田中正人;山村昌平
- 通讯作者:山村昌平
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永井 秀典
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