バイオ界面の精密ナノ構造構築を基盤とする新規高感度バイオデバイスの創製

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本研究の目的は、バイオインターフェイスを精密にナノ構造制御し、これらを基盤技術とした高感度バイオデバイスを創製することである。在宅やベッドサイドでの臨床検査・診断デバイスを想定し、血液中の微量なホルモンや病原物質などの生体分子を効率よく検出できる臨床診断デバイスを実現する。標的分子を効率よく検出する表面については、バイオ分子の活性を維持したまま高密度に固相に固定化することが重要となる。そこでバイオ分子固定化可能なリン脂質ポリマーを合成し、さらにエレクトロスプレーディポジションを用いてナノ構造体を作製することにより、高密度バイオ分子固定化表面を創製した。そのポリマー組成、ナノ構造体の形状、水での形状安定性がバイオ分子との反応に与える影響を系統的に評価し、高感度バイオ分子検出表面を創製するに至った。これらのことから、高感度化のためには、空隙率が高く大きな表面積をもつナノ構造体表面であり、かつ水に対して安定にナノ構造体を維持する表面が必要であることが分かった。また、これら表面を用いて、マイクロチップでの短時間、微少量の免疫分析をすることが可能となった。ナノ構造体を用いたイムノアッセイでは、その構造体がアッセイの過程で安定な形状を維持すること、また構造体内部にまで溶液が浸透することが高感度を達成するために必要であることが分かった。これまでに、固液界面を精密に制御することにより、バイオ分子の反応のコントロールを行ってきた。その結果、この研究成果が高感度化の求められる多くのバイオ分析デバイスの界面設計へと応用できると考えられる。