バイオセンサー株式会社は、バイオセンサーの開発を通して人類の安心と安全に貢献します。

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発業務について

バイオセンサー株式会社が取り組む開発についてご紹介します。
現状では抗原・抗体反応、酵素・基質反応などを検知するバイオセンサーの開発を行なっています。

■開発の経過1

1.弊社では従来より カーボンナノチューブ(CNT)をチャンネルとする電界効果型トランジスター(FET)を用いたバイオセンサーの開発を行なってきました。現在、一般に世の中で研究されているCNT-FETセンサーは図1の様に、抗原―抗体反応の場合にはCNTに直接抗体を固定化し、インフルエンザウイルス等の抗原を反応させ、検出するものです。この場合、標準物質(コントロール)を試す際に、コントロール物質に反応する物質を固定化、コントロールを測定後剥離し、目的の抗体を固定化する必要があり、剥離の際、CNTが破損します。

 

2.これに対して上記欠点を逃れるために弊社では、反応部と検出部とを分離しました(図2 a)。

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シリコン基板の裏面(検出部であるFETチャンネルのある部分の反対面)に反応物質である抗体を固定化し、その上にゲート電極板を載せ、ゲート電圧を印加します。このセンサーは高感度でインフルエンザウイルス等様々な対象の検出が可能です。検出対象に寄りますが、現在一般に使われているELISA法に比べておよそ10万倍の感度が見込まれます。測定器についても手のひら大のものが試作出来(図 3)、持ち運び可能です。測定時間も約10分と短時間です。

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3.ゲート電極板を無くし、更にはセンサーチップの製造を考慮して、ポリシリコン薄膜素子を可変抵抗素子として 用いるセンサー素子(図2 b)およびこれに対応する測定器を開発し、製品化に向けての試作開発を行ない、試作品・製造プロセスの製品化に向けての改善を行なっています。

■従来技術との比較

従来より用いられている検出法としてはELISA法がその一つですが、本センサーはこれに比しておよそ10万倍の感度があり、ELISA法では標識分子をつける必要があるのに対して、本方法では分子間相互作用を直接電気信号に変換しており、測定の手間がかからず安価に製造出来ると考えられます。従来の測定装置価格が数百万円から数千万円に対し、本測定器は数十万円から数百万円のオーダーで、小型化・持ち運び可(現在は手のひら大)が実現します。素子は数百円から数千円のオーダーを目指し使い捨てとなるので、将来的には個人ユースとなり病気予防に役立ちます。
本センサーでは核酸、その他被検出物に反応する物質があれば、その電荷変化の検出が可能であるので、種々の対象領域の検出器が作れます(図4)。

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また以下の電位測定装置を開発中です。ご興味のおありの方はお問い合わせください。

■その他の開発テーマ:電位測定機器

本装置により試料を溶解した溶液の電位を経時的に測定することが可能です。

利用例:
1. LDLの酸化状態の評価5
LDLの酸化は、アテローム性動脈硬化の進展などの疾患と関連があることが知られています。 本機は血清から精製した低比重リポタンパク質(LDL)などの酸化の進行を、酸化により生じた過酸化脂質など酸化物質の生成による電位変化として測定することにより評価することが可能です。

2. 抗酸化物質のスクリーニング
現在、脂質の酸化を抑制する物質(抗酸化物質)が注目されています。 抗酸化物質に関しては、ROSなどのラジカルを消去するタイプや酸化還元酵素を誘導するタイプなど様々なタイプがありますが、本装置は脂質の酸化を直接抑制するタイプの抗酸化物質のスクリーニングすることを想定しています。 具体的に抗酸化能の評価の流れを図5に示しました。実際の応用ではLDLではなく弊社が提供するリポソーム(特許出願中)とセットで使用することを想定しています。

その他の応用として試料のpH変化、過酸化水素の測定などを想定しています。具体的な利用、応用については当社に相談窓口に問い合わせをお願いいたします。

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仕様:                                                                                                   測定装置部分                                                               電位測定範囲 0~100 mV                                                                                                                                                                                                          分解能                  0.1mV                                                                                                                                測定セル数             2                                                                                                                                                                                                                            測定セル容量        150μL                                                             リチウムイオンバッテリー充電用電源 AC 100V                                     (測定時はリチウムイオンバッテリーにより駆動)                                         制御    PCにインストールされた専用ソフトウェアにより制御                                  対応OS  Windows 7 home                                                  大きさ (mm)          D90 ×W190 ×H85 (突起部を含む)                                    重さ(g)                  950(本体、電池、ペルチィエ部分を含む)

電極部分                                                                                                                                              カーボンペースト電極またはカーボンナノチューブを塗布した電極                                  対象電極として銀/塩化銀電極を使用

 

 

 

 

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