A3 携帯型センサによる抗原抗体反応の検出と化粧品アレルギー検査への応用北九州市立大学国際環境工学部准教授礒田隆聡新技術の概要半導体製造技術で手のひらサイズのバイオセンサを開発しましたこれは抗原抗体反応を容易に検出できます本講演では化粧品アレルギー検査への応用について紹介します従来技

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ゆりならぶり
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1 A3 携帯型センサによる抗原抗体反応の検出と化粧品アレルギー検査への応用北九州市立大学国際環境工学部准教授礒田隆聡新技術の概要半導体製造技術で手のひらサイズのバイオセンサを開発しましたこれは抗原抗体反応を容易に検出できます本講演では化粧品アレルギー検査への応用について紹介します従来技術競合技術との比較既存のアレルギー検査は ELISA 法による血液検査が主流で高価なマイクロプレートと検出機器を必要とし専門知識が必要なため臨床機関や研究機関での利用に限られているまた結果が得られるまで数日を要する新技術の特徴本技術は切手大のセンサチップを携帯電話サイズの子機に組み込み検出情報を PC やスマートフォンに接続した親機で受信するセンサ端末機器である皮膚科や病院でのアレルギー検査試験をその場で行うことができるまたチップの種類を変えることでセンシングの対象を広げることが可能である想定される用途抗原抗体反応を利用したアレルギー検査抗原抗体反応を利用した炎症性サイトカインの検査

国際環境工学部准教授礒田隆聡環境技術研究所特任教授井上正課題高齢者介護在宅医療の増加現場での簡易迅速検査研究背景安全を測る事例 :

) 症例 1 目皮膚のかゆみなど 2 アナフィラキシー初期 : 目や顔面の痒み膨張 3 アナフィラキシー進行 : 消化器呼吸器症状血圧低下

検査の従来技術とその課題 ( 汎用法 ) 標識化の測定 ELISA(Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay)

2 KTC 第二回大学合同新技術発表会 in 熊本 ( ) 研究背景生体を測る現状医療機関で受診携帯型センサによる抗原抗体反応の検出と化粧品アレルギー検査への応用北九州市立大学国際環境工学部准教授礒田隆聡環境技術研究所特任教授井上正課題高齢者介護在宅医療の増加現場での簡易迅速検査研究背景安全を測る事例 : 化粧品中の添加物によるアレルギー被害現状食品化粧品等の安全性製造者による情報開示アレルゲン : グルパール 19S ( 小麦由来の分解物 ) 症例 1 目皮膚のかゆみなど 2 アナフィラキシー初期 : 目や顔面の痒み膨張 3 アナフィラキシー進行 : 消化器呼吸器症状血圧低下課題消費者による判断簡易迅速検査研究のニーズいつでもどこでもだれでも迅速簡易検査に対する期待 ( 生体情報特定の検査 ) 検査の従来技術とその課題 ( 汎用法 ) 標識化の測定 ELISA(Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay) 酵素結合免疫吸着法消費者製品の安全性を簡便に知りたい医療介護従事者現場で迅速に生体状態を知りたい利点混合物中から任意のを選択的に検出高感度 (pg~ng/ml) 課題酵素や蛍光物質で標識化した 2 次抗体が必要結果が得られるまで数時間 ~ 数日

検査の従来技術とその課題 ( 特殊法 ) 新技術の特徴 1 測定機器を小さくする工夫未標識の測定 QCM (Quartz Crystal Microbalance: 水晶振動子マイクロバランス ) バイオセンサをチップ上に集積

結果が得られるまで数時間 ~ 数日高額機器で専門知識が必要 ( 学術研究用途に限定 ) アルバック成膜株式会社 Evaluation of Immunoglobulin Sensing Function by using of a

Asaka, I.Nitta : Sens. Materials 23(2011) 237. 新技術の特徴 2 測定を簡便にする工夫新技術の利点バイオセンサをスマートフォンやPCで無線測定アーズ株式会社 T. Isoda, I. Urushibara, M.

Yamauchi: Development of a Sensor-array Chip with Immobilized Antibodies and the Application of a Wireless Antigen- screening

少量測定従来技術との比較濃度測定試料が極少量 10μl 以下早い応答性 1 秒以下サイズが小さい切手サイズ様々な検出形態に対応溶液微膜測定センサ測定例 1 抗体による抗原の検出実施例 1 微表面での抗原抗体反応の検出電極抗体固相化抗原

3 検査の従来技術とその課題 ( 特殊法 ) 新技術の特徴 1 測定機器を小さくする工夫未標識の測定 QCM (Quartz Crystal Microbalance: 水晶振動子マイクロバランス ) バイオセンサをチップ上に集積水晶振動子に吸着したの質量変化を検出 SPR (Surface Plasmon Resonance: 表面プラズモン共鳴 ) 金薄膜上に吸着したの表面プラズモン変化を検出利点混合物中から任意のを選択的に検出高感度 (fg~ng/ml) 課題結果が得られるまで数時間 ~ 数日高額機器で専門知識が必要 ( 学術研究用途に限定 ) アルバック成膜株式会社 Evaluation of Immunoglobulin Sensing Function by using of a Fullerene-Composite-Polymer Coated Sensor Electrode T. Isoda, H. Sato, I. Urushibara, S. Uchida, K. Kusuyama, T. Kojima, T. Asaka, I.Nitta : Sens. Materials 23(2011) 237. 新技術の特徴 2 測定を簡便にする工夫新技術の利点バイオセンサをスマートフォンやPCで無線測定アーズ株式会社 T. Isoda, I. Urushibara, M. Sato, H. Uemura, H. Sato N. Yamauchi: Development of a Sensor-array Chip with Immobilized Antibodies and the Application of a Wireless Antigen- screening System, Sens. Actuators B 129 (2008) 958. 少量測定従来技術との比較濃度測定試料が極少量 10μl 以下早い応答性 1 秒以下サイズが小さい切手サイズ様々な検出形態に対応溶液微膜測定センサ測定例 1 抗体による抗原の検出実施例 1 微表面での抗原抗体反応の検出電極抗体固相化抗原溶液分析センサ ( 特許第号 ) 溶液成分センサとその製造方法 ( 特開 ) 溶液成分センサ及びその製造方法溶液成分分析システム溶液成分分析キット並びに被検体液の分析方法 ( 特願 ) 1 次抗体固相化 (6µl) 2 次抗体 (6µl) 基板試料液検出電圧 (V) 陰性抗原 V=R I Response of sensor [V] 応答値 2min 2min 電圧変化測定抗体固相化陽性抗原 Response of sensor [V] Time [s] 1 次抗体陽性 : 抗マウス IgG 陰性 : 抗ヒト IgG 2 次抗体マウスIgG 微 + 陽性 1 次抗体陽性 2 次抗体 ( 応答あり ) 微 + 陰性 1 次抗体 ( 応答なし )

4 陽性陰性抗原の判別 ( 濃度依存性 ) 明確に検出可能 ( 濃度が高い場合 ) センサ測定例 2 微を用いた複合体の検出検体濃度 [μg/ml] No. Lane No. 1 2 抗マウスIgG 抗ヒトIgG ( 陽性 ) ( 陰性 ) (a) センサ構造試料液滴固相化複合量小 B 表面 A 陰性抗原 ( 濃度依存性 : 小 ) 電極電極ガラス基板大陽性抗原 ( 濃度依存性 : 大 ) 実施例 2 ウシ血清アルブミン (BSA) の検出性能 Na イオン溶液等でリンス (b) 表面の電荷カチオン B A 溶液導電率小大 (c) センサ応答センサ電圧センサ電圧 Time [s] 応答小応答大 ELISA 法 ( 従来法 ) バイオセンサ測定法 Time [s] 実施例 3 (a) ペルオキシダーゼ標識化 - 抗アルブミンの応答性 (b)fitc 標識化 - マウス IgG の応答性その他の複合体の検出例相対電圧値 [-] ( 陽性 ) ( 陰性 ) 相対電圧値 [-] ( 陽性 ) ( 陰性 ) 上の固相化抗原ウシ血清アルブミン ( 陽性 ) ウシグロブリン ( 陰性 ) ウサギ抗マウス IgG( 陽性 ) ウサギ抗ヒト IgG( 陰性 ) センサ測定例 3 (1) キャリアの固相化アミノ修飾と低分子化合物の複合体 ( ハプテン ) の検出ヒト血清アルブミン (HSA) (2) 化粧品成分の添加添加なし ( 比較 ) キャリアと相互作用ある場合化粧品成分グルコース ( 陽性 ) フルクトース ( 陰性 ) 1 ( 陽性 ) ( 陰性 ) 相対電圧値 [-] (c) コンカナバリン A の応答性

つづき実施例 4 ヒト血清アルブミンと化粧品成分の相互作用の測定 (2) 化粧品成分の添加 (3) センサ応答 1.0 添加なし ( 比較 ) 導電率 [μs/ cm ] 1.

6 センサ測定例 4 吸着シートによる検出実施例 5 センサシートに吸着したウシ血清アルブミンの検出限界吸着センサシート撮影用に染色シートに吸着した分子の官能基が水中で分極シート表面の導電率が変化

想定される用途実用化に向けた課題 (1) 医療介護分野血液や体液中に含まれる疾病の迅速検査食物や化粧品等のアレルギー検査 (2) 食品化粧品分野製造過程におけるアレルゲン感作試験

5 つづき実施例 4 ヒト血清アルブミンと化粧品成分の相互作用の測定 (2) 化粧品成分の添加 (3) センサ応答 1.0 添加なし ( 比較 ) 導電率 [μs/ cm ] 1.3 キャリアと相互作用ある場合カチオンの添加表面電荷の発生 ( 比較 ) ( 検体 ) 導電率の増加センサ測定例 4 吸着シートによる検出実施例 5 センサシートに吸着したウシ血清アルブミンの検出限界吸着センサシート撮影用に染色シートに吸着した分子の官能基が水中で分極シート表面の導電率が変化センサでシート表面電荷を検出センサ断面水滴吸着シート水相 COO - O - 官能基電流 (I) 基板検出電圧 (V) V=R I 陰極シート δ - δ - δ - δ - δ - 陽極分極想定される用途実用化に向けた課題 (1) 医療介護分野血液や体液中に含まれる疾病の迅速検査食物や化粧品等のアレルギー検査 (2) 食品化粧品分野製造過程におけるアレルゲン感作試験血清と相互作用する低分子化合物 ( ハプテン ) の検出センサ応答材料を製造できる企業とのマッチングセンサ応答材料 ( センサ基材 : 微セルロース膜等に検出を結合させた材料 ) を製造でき品質管理体制を持つ企業がないか? センサ性能評価ができる企業とのマッチング電機化学化粧品医薬品食品製造メーカー等の産業分野での利用を目的としたセンサ評価を実施できる企業がないか?

6 本研究に関する知的財産権お問い合わせ先発明の名称: 溶液分析センサ特許番号 : 特許第号出願人 : 北九州産業学術推進機構発明者 : 礒田隆聡他発明の名称: 溶液成分センサとその製造方法特許番号 : 特開出願人 : 北九州産業学術推進機構発明者 : 礒田隆聡発明の名称: 溶液成分センサ及びその製造方法溶液成分分析システム溶液成分分析キット並びに被検体液の分析方法特許番号 : 特開出願人 : アルバック成膜株式会社発明者 : 礒田隆聡他北九州市立大学知財担当環境技術研究所井上正北九州市若松区ひびきの 1-1 TEL: m-inoue@kitakyu-u.ac.jp

本発明の概要 Detector Electrochemical instrumentation counter electrode reference electrode Y Y Glucose + O 2 Gluconolactone + H 2 O 2 電気化学反応 ( 電流 ) 0 elect

1 多検体同時検出型電気化学 - 表面プラズモン共鳴バイオセンサー新潟大学研究推進機構超域学術院准教授馬場暁本発明の概要 Detector Electrochemical instrumentation counter electrode reference electrode Y Y Glucose + O 2 Gluconolactone + H 2 O 2 電気化学反応 ( 電流 ) 0