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High Sensitivity Coagulation Sedimentation System with Arrangement of Antibodies on Surface Structure Controlled Particles

表面结构控制颗粒上排列抗体的高灵敏度混凝沉淀系统

基本信息

批准号：
18J11707
负责人：
平井裕太郎
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J11707/
关键词：
高分子微粒子ミクロ相分離凝集凝集法

项目摘要

イムノアッセイの一種である凝集沈降法は、抗体を表面に固定した微粒子と検体を混合し、抗原が存在した場合に生じる粒子間架橋による粒子分散液の濁度上昇を観察する手法である。簡便・安価な診断手法として臨床現場で用いられているが、凝集沈降法は測定感度が低いためウイルス疾患など微小量抗原をターゲットとした検出には適さず、より煩雑な分析手法を用いる必要があった。これまで検出感度が低かったことの原因として、粒子表面での抗体の配置制御がなされておらず、抗体が粒子表面上で凝集して不活性化することや、粒子間結合に多数の抗体が寄与していたことが挙げられる。そこで本研究では、凝集沈降法の高感度化に向けて、微粒子表面に修飾する抗体の配置制御に注目した。粒子表面において抗体の配置制御を可能とするために、粒子表面上にミクロ・マクロ相分離構造を作製・制御することで、相選択的に抗体を固定させられると考えた。最も検出感度が高くなると考えられる抗体の配置は、粒子表面に抗体が3方向に一つずつ配置されたものである。そこで、異なる３種類のホモポリマーをTHF中に混合し、水を滴下後、THFを蒸発させ高分子微粒子を作製することで(自己組織化析出法)、粒子表面を３等分するような表面構造を持つ微粒子(Ashura粒子)を作製することに成功した。また、用いるホモポリマーの組み合わせによって発現する相分離構造の制御も可能であることを明らかにした。今後、本研究によって開発された粒子表面への抗体修飾を行うことで、高感度凝集沈降法を可能にする高分子微粒子の開発が可能になると期待される。また、免疫活性を持たない物質の検出にも注目し、粒子表面に金属ナノ構造体、粒子内部に地場応答性を有する微粒子材料を作製することで、地場応答性表面増強ラマン散乱(SERS)活性による分子検出を可能にした。

One of the methods used to detect the turbidity rise of particle dispersions is the agglutination sedimentation method, which is a method for detecting the turbidity rise of particle dispersions when antibodies are immobilized on the surface, particles are mixed, and antigens are present. Simple and safe diagnostic methods are used in clinical field. Agglutination sedimentation method is used to detect low sensitivity, small amount of antigen, and necessary analytical methods. The reason for this low sensitivity is that the antibody on the particle surface is arranged in a controlled manner, that the antibody is aggregated on the particle surface and inactivated, and that most of the antibodies are bound to each other. In this study, we focused on the high sensitivity of agglutination sedimentation method and the configuration of antibody modified on the surface of microparticles. The antibody on the surface of the particle is immobilized. The highest detection sensitivity is high. The antibody is arranged in three directions on the particle surface. 3 kinds of particles were successfully prepared by mixing in THF, dropping in water, evaporating in THF, and dividing the particle surface into 3 parts. The structure of the system is very simple. In the future, this study will explore the possibility of antibody modification of particle surface and the possibility of polymer microparticle development by high sensitivity coagulation sedimentation method. For example, the detection of substances with immune activity, metal structures on the surface of particles, and the formation of micro-particle materials with ground field responsibility-enhanced surface (SERS) activity, the detection of molecules is possible.