走査型電気化学顕微鏡におけるプローブ―試料間距離制御機構の開発

扫描电化学显微镜探针-样品距离控制机构的研制

• 批准号: 14750650
• 负责人: 小谷松 大祐
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Osaka University (2003)Tohoku University (2002)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750650/
• 关键词: 走査型電気化学顕微鏡; 距離制御; シアーフォース; 音叉型水晶振動子; 酵素活性イメージング; 電気化学測定; 表面形状イメージ; イムノアッセイ; 固定化酵素

走査型電気化学顕微鏡(SECM)は,プローブ電極に電位を印加しながら試料表面を走査することによって電気化学的活性種の空間分布をイメージとして得るものである.しかし,SECMから得られるデータはプローブ-試料間の距離の影響を強く受けるという問題点がある.本研究では,微小振動するプローブが試料表面に接近したときに働くシアーフォース(剪断応力)を,プローブ電極に取り付けた音叉型水晶振動子に誘起される信号の減衰として検出し,フィードバック制御することによりプローブを試料に極限まで接近させつつ,距離を常に一定に保つことが可能なSECMシステムを構築した.14年度において,本システムが酵素反応の電気化学的検出における感度・イメージ解像度の向上に有効であることを明らかにした.そこで本年度では,本システムの酵素反応による抗体-抗原反応の検出(エンザイムイムノアッセイ)への応用についての検討を行った.測定対象としては,プラスチック類の可塑剤として大量に使用され,近年「環境ホルモン」として環境中への流出が問題となっているフタル酸ジブチル(DBP)を選んだ.Au電極上にDBPを特異的に認識する抗体をチオール単分子膜および架橋剤(グルタルアルデヒド)を用いて固定し,この電極上にDBPを含む測定サンプルと酵素(西洋ワサビペルオキシダーゼ,HRP)で標識した標準抗原を添加して固定化抗体,DBPおよび酵素標識抗原との間で競合的に抗原-抗体反応を行わせた.その後本SECMシステムでHRPの酵素活性イメージングを行ったところ,測定サンプル中のDBP濃度が高くなるに従って抗体に結合したHRP標識抗原の数が減少し,酵素触媒電流が低下した.従来のSECMシステムと比較するとプローブ電極を極限まで接近させることができるため,数ng〜数10ng/mlのレベルでDBPの高感度検出が可能であった.

The electrochemistry microscope (SECM) is used to investigate the spatial distribution of electrochemistry active species on the surface of the sample. The distance between samples affects the strength of SECM. In this study, the signal attenuation induced by the tuning fork crystal vibrator due to the micro-vibration of the sample surface is reduced, and the signal attenuation induced by the tuning fork crystal vibrator due to the micro-vibration of the sample surface is reduced. The enzyme reaction and electrochemistry of the present invention are described in detail below. This year, the enzyme reaction system of this system is under investigation for antibody-antigen reaction detection. In recent years, the problem of "environmental pollution" and the problem of "environmental efflux" have been solved. The selection of DBP on Au electrode has been studied. The specific recognition of DBP on Au electrode has been studied. The molecular membrane has been bridged. The enzyme (HRP) was immobilized on the DBP electrode and the standard antigen was added to the antibody. The enzyme activity of HRP in the ECM system was measured at a higher concentration of DBP in the serum, at a lower concentration of HRP labeled antigen in the serum, and at a lower enzyme catalytic current. In the past, the SECM system has been compared with the electrode limit. The electrode limit is close to the electrode limit. The number of ng ~ 10ng/ml is close to the DBP high sensitivity detection.

项目成果

Daisuke Oyamatsu: "Area-selective immobilization of multi enzymes by using the reductive desorption of self-assembled monolayer"Electrochemistry. 71・6. 439-441 (2003)

大山松大辅：“利用自组装单层的还原解吸附进行多种酶的区域选择性固定”电化学71・6（2003）。