Fundamental study on bioelectronic chip for diagnosis of pathologic conditions based on specific and ultrahighly sensitive detection of prion-like protein

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令和３年度はⅠ．センサ検出能力の生化学的側面として以下、検出分子技術手法が具体的進展した。１．aSyn凝集体の検出ではsandwich ELISA法にてpg/mlオーダーの検出系を確立し、髄液・血清においても交雑物質の影響を受けず標準物質と同様の感度を確認した。RT-QUICでも1pg/ml以下の標準物質の検出が可能とし、ELISAと組合せ脳homogenateからパーキンソン病、多系統萎縮症特異的なaSyn凝集体の検出を確認した。２．①脂質種を最適化、②機能性分子による脂質膜修飾添加双方として、相分離性脂質混合系や糖鎖脂質の混合系がaSynのモデル系としてのAβに対する検出感度を増強しこの脂質組成をaSynモノマーに応用した結果、aSyn凝集体形成過程への大きな干渉を確認できた。Ⅱ．集積アレイセンサ化では各要素技術が順調に進展した。１．マイクロ流路構造では、新規マイクロ溶液供給システムを構築し、測定溶液供給時におけるカンチレバーセンサの基本検出動作を確認し、出力ノイズ・変動は従来単体液滴保持構造センサでの測定前変動と同等だった。２．①カンチレバーセンサでは、1)ピエゾ抵抗検出部応力集中：1桁弱の感度向上、2)溶液中塩濃度の最適化：約５倍の感度向上、3)PD患者血清測定にて1),2)による数倍の識別性向上を確認した。QCMで上記検証を行いPD患者、非患者、健常者を含めサンプル数約５での再現性、十分な識別性を確認した。②IS-FETでは、ゲート検出部に特化したMOSダイオード自体のアレイ化使用を検討した。③LSPRを含めてⅢ．アレイセンサ信号情報処理ではデータ収集性を最優先しており、吸収スペクトルの二次元分布を手動走査測定可能なパイロットシステムを構築してLSPR吸光度測定に成功し、LSPRチップへの適用性を確認した。