当日配布資料(576KB)

分子を認識する高分子を
用いたインスタントセンサ
芝浦工業大学工学部応用化学科
教授 吉見 靖男
1
体液中薬物濃度
最低毒性発現濃度
有効範囲
理想的な治療
最低薬効発現濃度
時間
体液中薬物濃度の経時変化
2
センシングしながら薬物投与
薬物
投
与
薬物センサ
副作用が
起こる部位
•体液中薬剤濃度を常時
薬物センサ監視しながら投与量をコ
ントロール
•体内で薬物濃度をモニ
タリングできるセンサが
必要
病変部位
3
バイオセンサの原理
電気信号
サンプル
分子認識素子
(酵素や抗体)
4
バイオセンサの特徴
• 選択性高い(血中濃度測
定に有利)
• 他の分析法に比べて簡単
• 長期保存困難
• 滅菌に耐えられない
• コスト高い
5
酵素や抗体に代わる分子インプリント高分子(MIP)
6
ゲート効果
(当研究室オリジナル)
バイオセンサの代わりになる?
7
ヘパリンと体外循環
•
•
•
•
体外循環には抗凝固剤ヘパリンは不可欠
ヘパリンの不足と見られる凝固は時々発生
術後の中和剤投与の加減困難
血中ヘパリン濃度の監視が必要
-
-
8
モノマー溶液の組成
Role
Chemical
Template
Sodium heparin
80 mg
(Segment:
0.12 mmol)
Functional
monomer
Methacryloxyethyl
ammonium
chloride (METMAC)
225 mg (1.1 mmol)
Crosslinking
regulator
Solvent
・4Na+
O
N+
O
Cl-
Water
1 mL
Acrylamide
250 mg
(3.2 mmol)
Crosslinkingm Methylenebisacrylamide
onomer
250 mg (1.6 mmol)
DMF
3 mL
9
表面への開始剤導入
ITO
Initiator-immobilized ITO
10
電極へのグラフト重合法
Quartz
tube
Initiator
immobilized
ITO
UV irradiation by
germicidal lamp
(254 nm) for 24 h
Prepolymer solution
(deoxygenated)
Sonicated in water
(10 min)
11
サイクリックボルタメトリー
Potential Scanning
Range: -0.6 ~ +1.25 V vs., Ag/AgCl
Rate: 200 mV / s
Electrodes
Working: ITO grafted with MIP or Non-MIP
Reference: Ag/AgCl
Counter: Unmodified ITO
Test solution
Redox Marker: 5 mM Potassium ferrocyanide
Supporting electrolyte: 0.1 M Potassium nitrate
Solvent: Water
Analyte: Sodium heparin
12
100 倍希釈した全血中のヘパリン濃度測定可能
Current density [μA/cm2]
530
Whole blood sample
50 μL
510
5 mM
Ferrocyanide
5 mL
490
470
Cyclic voltammetry
450
0
2
4
6
Heparin concentration in blood sample
[unit/mL]
8
Yoshimi, et al., Analyst, 2013
13
応答速度測定装置
14
電流の応答曲線
Current density [µA/cm2]
101
100
99
98
応答時間 約15秒!
97
96
95
-20
-10
0
10
20
Time [s]
15
本技術に関する知的財産権
•
•
•
•
•
発明の名称 :抗凝固薬測定用センサ
出願番号 :特願2013-50472
公開番号 :W0212-124800
出願人
:芝浦工業大学
発明者
:吉見靖男
16
泉工医科工業(株)との連携の経歴
• 2009年7月 泉工医科社員から個人的に相談
• 2010年9月-2011年3月
JST A-STEP探索タイプに採択
• 2013年7月 成果がAnalystに掲載
• 2014年2月-2014年1月
JST A-STEP探索タイプに採択
17
企業への期待
分析できなくてお困りのものがあれば、御相談
下さい。
例えば
• 夾雑物が多い系での分析
• 低コストが求められる分析
• バイオセンサが使えない系での分析
18
お問い合わせ先
芝浦工業大学産学官連携・研究支援課
産学連携コーディネーター 片野陽子
TEL 03-5859 - 7180
FAX 03-5859 - 7181
e-mail i028778@ow.shibaura-it.ac.jp
19