複数のシグナル増幅機構で駆動する迅速・高感度な膜透過型マルチイムノアッセイ

患者の周りで行うことができる医療検査、すなわちポイントオブケア検査を充実させていくために、迅速、高感度かつ実践的なバイオセンサーが強く求められている。本研究では、多孔質高分子膜を基盤として用い、細孔内重合による透過圧シグナルと酵素反応による光学シグナルの両方で駆動可能な、高感度な膜型バイオセンサーの開発を目的とする。本年度はまず、分子認識に基づく細孔内重合を駆動するために、重合開始剤が導入された検出抗体の開発を行った。原子移動ラジカル重合法(ATRP)に対応する重合開始剤を高反応性、高選択性な銅フリークリック反応を用いて検出抗体内に複数導入することに成功した。さらに、ELISAを用いたサンドイッチアッセイによって、作製した抗体の活性が保たれていることも確認した。さらに、膜基板に対してもプラズマグラフト重合とクリック反応を順次適用することによって、捕捉抗体を高密度に導入することができた。これによって、標的分子を高感度に検出することが可能になった。さらに、低ノイズを達成するために、グラフトポリマー骨格内に親水性基を導入した。グラフトポリマー中の親水基比率を制御して系統的調査を行ったところ、10mol%で十分な非特異的吸着に対する優れた抑制能と分子検出能を両立できた。ここで開発された膜型センサーを用いて光学シグナルを介した分子検出を行ったところ、バイオサンプル中においてもpg/mlオーダーの高感度な分子検出が1時間の検査時間で達成できることを実証した。

患者の周りで行うことができる医療検査、すなわちポイントオブケア検査を充実させていくために、迅速、高感度かつ実践的なバイオセンサーが強く求められている。本研究では、多孔質高分子膜を基盤として用い、細孔内重合による透過圧シグナルと酵素反応による光学シグナルの両方で駆動可能な、高感度な膜型バイオセンサーの開発を目的とする。本年度はまず、分子認識に基づく細孔内重合を駆動するために、重合開始剤が導入された検出抗体の開発を行った。原子移動ラジカル重合法(ATRP)に対応する重合開始剤を高反応性、高選択性な銅フリークリック反応を用いて検出抗体内に複数導入することに成功した。さらに、ELISAを用いたサンドイッチアッセイによって、作製した抗体の活性が保たれていることも確認した。さらに、膜基板に対してもプラズマグラフト重合とクリック反応を順次適用することによって、捕捉抗体を高密度に導入することができた。これによって、標的分子を高感度に検出することが可能になった。さらに、低ノイズを達成するために、グラフトポリマー骨格内に親水性基を導入した。グラフトポリマー中の親水基比率を制御して系統的調査を行ったところ、10mol%で十分な非特異的吸着に対する優れた抑制能と分子検出能を両立できた。ここで開発された膜型センサーを用いて光学シグナルを介した分子検出を行ったところ、バイオサンプル中においてもpg/mlオーダーの高感度な分子検出が1時間の検査時間で達成できることを実証した。