成果報告書詳細
管理番号20120000000979
タイトル平成21年度~平成23年度成果報告書 ナノテク・先端部材実用化研究開発/高機能性蛍光磁性ビーズによる高速・高感度疾患診断システムの開発(4)
公開日2012/9/21
報告書年度2009 - 2011
委託先名多摩川精機株式会社
プロジェクト番号P05023
部署名電子・材料・ナノテクノロジー部
和文要約蛍光磁性ビーズの大量製造技術開発(多摩川精機株式会社):東京工業大学の半田教授らが開発した高機能性蛍光磁性ビーズ(FFビーズ)は疾患マーカーの検出を行うために最も重要な材料である。このFFビーズを大量合成し安定供給することを本開発の目標とした。第一段階として、多摩川精機におけるFFビーズの製造方法を確立することを目的とし、東京工業大学においてFFビーズの作製方法を習得して多摩川精機での製造を実施した。蛍光ユーロピウム錯体を封入して製造したFFビーズの蛍光強度は東京工業大学にて作製されたFFビーズとほぼ同等となった。よって、多摩川精機において再現性よくFFビーズが製造できるようになった。次に、FFビーズが疾患マーカーの検出に利用できることを評価するためにFFビーズ表面に抗体を固定化する方法を検討した。様々な表面への抗体の固定化方法を検討し、再現性良い固定化方法の開発に成功した。また、抗体を固定化したFFビーズを長期間保存した場合でも劣化なく抗原を回収できることを明らかにした。この際に、ビーズに固定化した抗体を正確に定量する方法としてBCA法を利用した直接定量方法を開発した。この方法はブラッドフォード法による間接定量よりも信頼性が高く有用であることがわかった。さらに、FFビーズの大量合成のために封入する蛍光ユーロピウム錯体の評価を行った。東京工業大学から習得して作製した蛍光体と市販品から作製したものについて比較した結果、ほぼ同等の蛍光強度であり、蛍光体を封入したFFビーズもほぼ同等の蛍光強度となった。最後に、FFビーズの大量合成を検討した。濃縮工程にてロータリーエバポレータを使用してビーズの乾燥と沈殿を生じさせないようにしたことによって、1 gスケールで作製したFFビーズは小スケールで作製したものとほぼ同等の蛍光強度が得られた。ロータリーエバポレータによって数グラムスケールでのFFビーズの合成が可能となり、数百万検体分を提供することができる、FFビーズの大量製造技術の開発が達成できた。
英文要約Development of mass production method of highly functionalized fluorescent ferrite beads (Tamagawa Seiki Co., Ltd.): Highly functionalized fluorescent ferrite beads (FF beads) developed at Dr. Handa's laboratory, Tokyo Institute of Technology, are the most important materials for disease-related marker detection. We at Tamagawa Seiki aim mass production and stable supply of the FF beads. As the first step, in order to establish a production method of the FF beads, we learned a preparation protocol of the FF beads at Tokyo Institute of Technology and attempted to reproduce the FF beads at Tamagawa Seiki. We prepared FF beads encapsulating fluorescent europium complex. The fluorescence intensity of the resultant FF beads is closely equal to that of FF beads prepared at Tokyo Institute of Technology. Therefore, it indicated that we can reproducibly prepare FF beads. Next, in order to evaluate FF beads for using disease-related marker detection, we have also studied optimal immobilization method of antibody on FF beads. We tried antibody immobilization onto several kinds of FF beads with functional groups. As the result, we successfully developed reproducible immobilization method. Long-term stored antibody immobilized FF beads can recovered antigen. We considered new direct quantification method of the immobilization amount using BCA (bicinchoninic acid) method. The direct quantification method possessed higher reliability than indirect quantification method using Bradford method and therefore is quite useful for the measurement of immobilization amount of antibody on FF beads. Furthermore, for mass production of the FF beads, we evaluate fluorescent substance (europium complex) which is encapsulated in the FF beads. As the results of comparison between commercial fluorescent substance and our self-made one, absorbance and fluorescent intensity of their two substances were closely equal. Furthermore, we can encapsulate both fluorescent substances into FF beads. At the last, we investigated mass production of the FF beads. We tried to prepare the FF beads by 1-g-scale production using a rotary evaporator. As the result, the FF beads were also produced without drying and precipitation of the precursor beads and had the fluorescent intensity which was equal to that prepared by small scale production. Because the rotary evaporator can process several-gram-scale of the FF beads, we successfully developed mass production method of the FF beads for several million tests of marker detection.
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