光バイオケミカルMISセンサによる免疫反応の定量分析

使用光学生化 MIS 传感器定量分析免疫反应

基本信息

批准号：
63550569
负责人：
大山昌憲
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tokyo National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至 1989
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-63550569/
关键词：
生物発光用センサ-MIS形デバイス電圧・電流非線特性光バイオケミカル免疫反応ドライプロセス薄膜技術光電気エネルギ-変換光学的定量分析センサーバイオ定量分析 MIS構造 RFスパッタリング薄膜生体発光化学発光

项目摘要

前年度に於いて、白血球(好虫球)のどん食反応による発光のスペクトルと強度について調査すると同時に、光を受けるセンサ-デバイスの単体の薄膜について電気的・光学的性質の解析を行った。本年度はバイオエレクトロニクスの分子、原子制御できる薄膜プロセス技術を用いた電子デバイスの機能性の基礎物性を解析し、生物の免疫反応に伴う微弱発光の検出するセンサの有効性についてアプロ-チを試みた。センサ-の基本システムとしてITO/SiO_2/SiCのMISを考えて、基本的性質であるSiO_2/SiCの界面状態、電圧ー電流の非線形特性を解析した。発光のスペクトルをダイナミックに解析するには光を吸収するSiC部分のエネルギ-ギャップを可変させる必要性がある。薄膜のプロセス条件により、エネルギ-ギャップを1.6eV〜2.8eVまで制御することができた。白血球のどん食反応による発光スペクトルの波長範囲の90%の解析ができる。発光強度を上げるためにルミノ-ル等を添加することがあるが、免疫反応の本質を知るためには、それらの増光剤を使用しない方がよい。そのためには微弱発光の検出をMISセンサ-で検出するためには、VーIの非線形特性I=aV^αの非線形指数α=30位のMISデバイスが必要である。そのシステムとしてITO/SiO_2/SiC/SiO_2/ITOを考えSiO_2SiCの膜厚、不純物、プロセス条件によりα=30の大きい非線形指数のデバイスが開発できた。また免疫反応のメカニズムや定量的解析をするためには好虫球を精製分離し、免疫反応を制御し発光のスペクトルや強度の時間的変化を知る必要がある。白血球(好虫球)を血液から精製分離する技術を確立し、基本的な知見が得られた。今後の研究の展望として精製分離した好虫球をガラスのセル中で免疫反応を制御しながら、以上のセンサ-システムにより発光スペクトルの解析を実際的に行いたいと思っている。

在上一年，我们研究了由于吞噬作用反应引起的白细胞（农民球）引起的发射的光谱和强度，还分析了接收光的传感器设备的单个薄膜的电和光学特性。今年，我们使用分子和可控制的薄膜过程技术在生物电子学中分析了电子设备的基本物理性质，并试图解决传感器的有效性，这些传感器检测到生物中与免疫反应相关的弱发光。考虑到ITO/SIO_2/SIC的MIS作为传感器的基本系统，我们分析了sio_2/sic的基本属性的接口状态和非线性特性。为了动态分析发射光谱，需要改变SIC部分的能量间隙，从而吸收光。根据薄膜工艺条件，可以将能量差距从1.6 eV到2.8 eV。它可以分析由白细胞吞噬作用反应引起的发射光谱的90％的波长范围。可以添加卢米诺醇等以增加发光的强度，但是最好不要使用这些光增强剂来了解免疫反应的本质。为此，为了检测具有MIS传感器的弱光发射，需要具有非线性指数α= 30位置的MIS设备，而非线性特征i = av^α是V-I的。考虑到该系统为ITO/SIO_2/SIC/SIO_2/ITO，根据膜的厚度，杂质和SIO_2SIC的过程条件，开发了具有较大非线性指数的大型非线性指数的设备。此外，为了对免疫反应进行机制和定量分析，有必要纯化和分离昆虫球，控制免疫反应，并知道发射光谱和强度的时间变化。已经建立了一种从血液中纯化和分离白细胞（农民球）的技术，并获得了基本知识。作为未来研究的前景，我们想使用上述传感器系统实际分析发射光谱，同时控制玻璃细胞中纯化的，分离的昆虫球的免疫反应。