磁気ナノ粒子を用いた超伝導バイオイメージングセンサの開発

病原菌や種々のタンパク質を検出するバイオ計測の分野において、磁気ナノ粒子を用いた磁気的な検出法が近年注目されている。この方法では、磁気ナノ粒子で標識された抗体(磁気マーカー抗体)を用いて抗原と総称されるバイオ物質を検出する。本研究では、磁気的な手法を用いて微量な抗原を高い空間分解能で検出できるバイオセンサを開発することを目的としている。このため、磁気ナノ粒子の局所的励磁法と高温超伝導SQUIDセンサを組み合わせた検出システムを開発している。本年度に得られた主な成果は以下の通りである。磁気ナノ粒子を磁化するための局所的励磁法と信号磁界検出用のSQUIDセンサプローブを改良し、残留磁化測定法を用いたバイオセンサシステムを試作した。これにより、磁気ナノ粒子からの磁界の高感度検出を可能とした。また、磁気ナノ粒子をバイオ計測に応用するためには、ナノ粒子の磁気特性に加えて溶液中での分散性やブラウン運動も重要となる。分散性を向上するために磁気ナノ粒子の表面に高分子を被覆した磁気/高分子複合ナノ粒子を作製し、その磁気特性とブラウン運動を改良した。これにより、大きな磁気信号と溶液中での高い分散性を両立できる磁気マーカー抗体の開発を可能とした。さらに、磁気マーカー抗体とSQUIDセンサを用いたタンパク質の検出実験を行った。タンパク質の量と検出信号の間には良い相関が得られ、磁気的手法によりタンパク質の検出が可能であることを示した。また、タンパク質と磁気マーカー抗体の結合過程を調べ、吸着モデルの結果と良く一致する事を示した。

病原菌や種々のタンパク質を検出するバイオ計測の分野において、磁気ナノ粒子を用いた磁気的な検出法が近年注目されている。この方法では、磁気ナノ粒子で標識された抗体(磁気マーカー抗体)を用いて抗原と総称されるバイオ物質を検出する。本研究では、磁気的な手法を用いて微量な抗原を高い空間分解能で検出できるバイオセンサを開発することを目的としている。このため、磁気ナノ粒子の局所的励磁法と高温超伝導SQUIDセンサを組み合わせた検出システムを開発している。本年度に得られた主な成果は以下の通りである。磁気ナノ粒子を磁化するための局所的励磁法と信号磁界検出用のSQUIDセンサプローブを改良し、残留磁化測定法を用いたバイオセンサシステムを試作した。これにより、磁気ナノ粒子からの磁界の高感度検出を可能とした。また、磁気ナノ粒子をバイオ計測に応用するためには、ナノ粒子の磁気特性に加えて溶液中での分散性やブラウン運動も重要となる。分散性を向上するために磁気ナノ粒子の表面に高分子を被覆した磁気/高分子複合ナノ粒子を作製し、その磁気特性とブラウン運動を改良した。これにより、大きな磁気信号と溶液中での高い分散性を両立できる磁気マーカー抗体の開発を可能とした。さらに、磁気マーカー抗体とSQUIDセンサを用いたタンパク質の検出実験を行った。タンパク質の量と検出信号の間には良い相関が得られ、磁気的手法によりタンパク質の検出が可能であることを示した。また、タンパク質と磁気マーカー抗体の結合過程を調べ、吸着モデルの結果と良く一致する事を示した。