JP2006201080A - Biosensor chip - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バイオセンサーチップに関し、より詳しくは、電極活物質の電気分解により高感度に被検物質を検出可能なバイオセンサーチップに関する。 The present invention relates to a biosensor chip, and more particularly to a biosensor chip that can detect a test substance with high sensitivity by electrolysis of an electrode active material.
従来、被検物質の濃度を電気化学的に測定するバイオセンサーチップとしては、特許文献1に記載されたものが知られている。このバイオセンサーチップは、図8に示すように、基板51上に、一対の下地リード電極53を備える。リード電極53上には、それぞれ、作用極55と対極57が設けられている。作用極55上には、電荷移動媒体層61と酵素反応層63が設けられている。酵素反応層63は、被検物質に対応する酸化還元酵素を含有し、電荷移動媒体層61は、酸化還元酵素の酵素反応と共役して酸化還元反応する電子受容体を含有する。作用極55と対極57とは、絶縁層59によって絶縁されている。
Conventionally, as a biosensor chip for electrochemically measuring the concentration of a test substance, one described in
このバイオセンサーチップでは、血液などの検体液が酵素反応層63に滴下されると検体中の基質が酸化還元酵素と反応し、電子受容体が還元される。反応終了後、電極系に電圧を印加して電子受容体の還元体を酸化し、このとき得られる酸化電流値から検体液中の基質濃度を求める。
上記従来のバイオセンサーチップでは、酵素反応層63がリード電極上に形成されているので、その酵素反応層63に含有された酸化還元酵素と基質との接触表面積を十分に大きくすることが困難であり、反応速度や感度を高くすることが難しい。 In the conventional biosensor chip, since the enzyme reaction layer 63 is formed on the lead electrode, it is difficult to sufficiently increase the contact surface area between the oxidoreductase contained in the enzyme reaction layer 63 and the substrate. Yes, it is difficult to increase the reaction speed and sensitivity.
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で高感度に被検物質を検出可能なバイオセンサーチップを提供するものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a biosensor chip capable of detecting a test substance with high sensitivity with a simple configuration.
本発明のバイオセンサーチップは、検体を流すための流路を有する基板と、流路中に設けられ、生体機能性分子結合基を有する材料で形成された微小突起群と、微小突起群の下流に設けられ、電極活物質を検出するための作用電極と参照電極とを備える。 The biosensor chip of the present invention includes a substrate having a channel for flowing a specimen, a microprojection group provided in the channel and formed of a material having a biofunctional molecular binding group, and a downstream of the microprojection group Provided with a working electrode and a reference electrode for detecting the electrode active material.
このバイオセンサーチップの微小突起群は、非常に大きな表面積を持つので、多量の生体機能性分子が結合される。このため、検体中の被検物質は、生体機能性分子と効率的に反応し、検出感度が向上する。また、このバイオセンサーチップの微小突起群は、インプリント法などで簡易に形成することができ、作用電極と参照電極もスクリーンプリント法などで簡易に形成することができる。従って、このバイオセンサーチップは、簡易に製造することができる。 Since the microprojection group of this biosensor chip has a very large surface area, a large amount of biofunctional molecules are bound thereto. For this reason, the test substance in the specimen reacts efficiently with the biofunctional molecule, and the detection sensitivity is improved. The microprojection group of this biosensor chip can be easily formed by an imprint method or the like, and the working electrode and the reference electrode can also be easily formed by a screen print method or the like. Therefore, this biosensor chip can be easily manufactured.
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。図面は、説明の便宜のために用いられるものであり、本発明の範囲は、図面に示す実施形態に限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The drawings are used for convenience of explanation, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings.
1.第1実施形態
図1は、本発明の第1実施形態のバイオセンサーチップの断面図である。(a)は平面図であり、(b)は、(a)中のI-I断面図である。このバイオセンサーチップは、検体を流すための流路1を有する基板3と、流路1中に設けられた微小突起群5と、微小突起群5の下流に設けられ、電極活物質を電気分解して検出するための作用電極7と参照電極9とを備える。微小突起群5は、熱可塑性樹脂で形成され、この樹脂は、生体機能性分子結合基であるカルボキシル基を有する。微小突起群5は、図2(微小突起群5の拡大平面図)に示すように、複数の微小突起5aが隣接して配置されて構成されている。各微小突起5aは、直径が2μmであり、高さが40μmである。隣接する微小突起間距離(隣接する微小突起の間の幅)は、2μmである。
1. First Embodiment FIG. 1 is a cross-sectional view of a biosensor chip according to a first embodiment of the present invention. (A) is a top view, (b) is II sectional drawing in (a). This biosensor chip is provided with a
流路1及び微小突起群5は、基板上に熱可塑性樹脂を塗布し、この樹脂をガラス転位温度以上に加熱した状態で、流路及び微小突起群に対応した構造を有する金型を押し当て、その状態で冷却して、その後、離型することによって、形成する(インプリント法、詳細は特開2002−184719などを参照のこと)。上記金型は、フォトリソグラフィー技術などを用いて作製しておく。なお、ここで用いた熱可塑性樹脂は、スチレンとメタクリル酸のコポリマーであり、メタクリル酸が5−15%ポリマー鎖に含まれるものである。このポリマーの溶融温度は150−190℃である。
The
作用電極7は、白金又はパラジウム粒子を含むカーボンインクを基板3にスクリーンプリントして形成し、参照電極9は、銀粒子を含むカーボンインクを基板3にスクリーンプリントして形成する。
The working
作用電極7は、微小突起群5に隣接して設けられる。作用電極7及び参照電極9は、それぞれ、ポテンショスタット17に電気的に接続される。作用電極7と参照電極9の間には、常時0.6Vの電圧が印加されている。
The working
上記流路は、蓋11で覆う。蓋11は、固定化用酵素入口13a、固定化用酵素出口13b、検体入口15a、検体出口15bを有している。固定化用酵素入口13aから酵素を含む溶液を流路1に投入して、微小突起群5に接触させる。この溶液が微小突起群5を通過した後、この溶液を固定化用酵素出口13bから吸引し、再度、固定化用酵素入口13aに投入する。この工程を繰り返すことにより、酵素を微小突起群5に固定させる。この固定は、微小突起群5のカルボキシル基と、酵素中のリジン残基に含まれるアミノ基との間のアミド結合によって行う。なお、カルボキシ基には、予め、架橋剤としてEDC{1-ethyl-3-(dimethilaminopropyl)carbodiimide}を反応させておく。
The flow path is covered with a lid 11. The lid 11 has an immobilization enzyme inlet 13a, an immobilization enzyme outlet 13b, a specimen inlet 15a, and a specimen outlet 15b. A solution containing the enzyme is introduced into the
ここで、本実施形態のバイオセンサーチップを用いると高感度な測定が可能になる原理を以下、説明する。酵素としてグルコースオキシダーゼ、検体としてラットの血清を用い、血清中のグルコース量を検出する場合を例にとる。グルコースオキシダーゼは、上述した方法により、予め微小突起群5に結合させておく。
Here, the principle that enables highly sensitive measurement using the biosensor chip of the present embodiment will be described below. A case where glucose oxidase is used as an enzyme and rat serum is used as a specimen and the amount of glucose in the serum is detected is taken as an example. Glucose oxidase is previously bound to the
血清を検体入口15aから流路1に投入すると、血清は、流路1を通って流れ、微小突起群5に到達する。血清中のグルコースは、微小突起群5に固定されているグルコースオキシダーゼの作用によって、反応式1に従って、分解する。この場合、H2O2が電極活物質となる。
(反応式1)グルコース+O2→グルコン酸+H2O2
When serum is introduced into the
(Reaction Formula 1) Glucose + O 2 → Gluconic acid + H 2 O 2
分解によって生じたグルコン酸とH2O2は、さらに流路に沿って流れ、作用電極7に到達する。作用電極7と参照電極9の間に0.6Vの電圧が印加されているので、H2O2は、反応式2に従って、分解され、この分解の際に、作用電極7と参照電極9の間にH2O2濃度に応じた電流が流れ、この電流値を測定することによって、血清中のグルコース濃度を測定することができる。
(反応式2)H2O2→O2+2H++2e-
Gluconic acid and H 2 O 2 produced by the decomposition further flow along the flow path and reach the working
(Reaction Formula 2) H 2 O 2 → O 2 + 2H + + 2e −
ここまで、特定の実施形態を例にとって説明してきたが、種々の変形も可能である。 Up to this point, the specific embodiment has been described as an example, but various modifications are possible.
微小突起5aの直径、高さは、特に限定されず、例えば、0.5〜10μm、5〜200μmにすることができる。微小突起5aのアスペクト比(高さ/直径)は、10〜20程度が好ましい。アスペクト比が小さいと、微小突起群5の表面積が十分に大きくならないからであり、また、アルペクト比が大きいと、流路も同様に高くなるので、生成されたH2O2と作用電極とが接触しにくくなり、感度が低下するからである。微小突起5a間距離は、特に限定されず、例えば、0.5〜10μmにすることができる。
The diameter and height of the microprotrusions 5a are not particularly limited, and can be, for example, 0.5 to 10 μm or 5 to 200 μm. The aspect ratio (height / diameter) of the microprojections 5a is preferably about 10-20. This is because when the aspect ratio is small, the surface area of the
微小突起5aに固定する酵素は、グルコースオキシダーゼに限定されず、被検物質に応じて、適宜選択することができる。例えば、被検物質が、尿酸、総コレステロールの場合、微小突起5aには、それぞれ、ウリカーゼ、コレステロールエステラーゼ+コレステロールオキシダーゼを固定するとよい。酵素の固定方法は、特に限定されず、アミド結合以外にも、エステル結合などによってもよい。また、十分に固定されるのであれば、静電力などによってもよい。電極活物質は、電圧印加によって酸化又は還元されるものであればよく、H2O2以外にも、キノン類なども用いることができる。 The enzyme fixed to the microprotrusions 5a is not limited to glucose oxidase, and can be appropriately selected according to the test substance. For example, when the test substance is uric acid or total cholesterol, uricase, cholesterol esterase + cholesterol oxidase may be immobilized on the microprojections 5a, respectively. The enzyme immobilization method is not particularly limited, and may be an ester bond or the like in addition to the amide bond. Moreover, as long as it is sufficiently fixed, an electrostatic force or the like may be used. The electrode active material only needs to be oxidized or reduced by voltage application, and quinones can be used in addition to H 2 O 2 .
流路1及び微小突起群5を形成する材料には、ポリ乳酸を用いてもよく、ポリアクリル酸、PET,ポリカーボネートの各種熱硬化性樹脂とポリメタクリル酸の混合ポリマーでもよい。また、流路1及び微小突起群5は、インプリント法以外にも、フォトリソグラフィー及びエッチング技術などを用いて形成してもよい。
Polylactic acid may be used as a material for forming the
作用電極7は、微小突起群5の下流であれば、微小突起群5から離れた位置に配置することもできる。この場合、生成されたH2O2が作用電極7に到達するまでに希釈されてしまうが、この場合でも、被検物質の測定は可能である。
If the working
作用電極7及び参照電極9の形成方法は、限定されず、例えば、スパッタリングなどにより、基板全面に金属膜を形成し、不要な部分をフォトリソグラフィー及びエッチング、又はリフトオフなどによって除去することにより、形成してもよい。作用電極7及び参照電極9の材料は、上述した作用により、電極活物質を検出可能な限り、特に限定されない。
The method of forming the working
検体としては、血清以外にも、全血や脳細胞での低分子量基質などを用いてもよい。また、必要に応じて、予め透析を行っておく。 As a specimen, in addition to serum, a low molecular weight substrate in whole blood or brain cells may be used. In addition, dialysis is performed in advance as necessary.
2.第2実施形態。 2. Second embodiment.
図3は、本発明の第2実施形態のバイオセンサーチップの断面図である。(a)は平面図であり、(b)は、(a)中のI-I断面図である。本実施形態では、流路は3つ設けられ、それぞれの流路に微小突起群5及び作用電極7が設けられている。作用電極7は、それぞれ、ポテンショスタット17に電気的に接続される。各流路の微小突起群5には、異なる酵素が固定されている。例えば、グルコースオキシダーゼ、ウリカーゼ、コレステロールエステラーゼ+コレステロールオキシダーゼがそれぞれ固定されている。流路に投入された検体は、3本の流路を同時に流れ、それぞれの作用電極7によって、同時に測定される。従って、本実施形態によれば、複数の被検物質を同時に測定することができる。なお、流路の数は、3本に限らず、2本又は4本以上であってもよい。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the biosensor chip according to the second embodiment of the present invention. (A) is a top view, (b) is II sectional drawing in (a). In the present embodiment, three channels are provided, and the
3.第3実施形態
第3実施形態のバイオセンサーチップは、第1実施形態に類似しているが、微小突起群5に固定するのが、一本鎖DNAである点が異なっている。この実施形態では、被検物質は、相補DNAである。
3. Third Embodiment The biosensor chip of the third embodiment is similar to the first embodiment, except that it is single-stranded DNA that is fixed to the
ここで、相補DNA量の検出原理を図1を用いて説明する。一本鎖DNAは、5’末端をアミノ基で修飾した後、第1実施形態と同様の方法により、微小突起群5に固定しておく。検体として、相補DNAを含む溶液を準備する。
Here, the principle of detecting the amount of complementary DNA will be described with reference to FIG. The single-stranded DNA is modified with the amino group at the 5 'end and then fixed to the
検体を検体入口15aから流路1に投入すると、検体は、流路1を通って流れ、微小突起群5に到達する。相補DNAは、微小突起群5に固定されている一本鎖DNAと効率よく結合して、二本鎖DNAを形成する。次に、電極活物質であるインターカレーター分子(例えば、ヘキスト33258(同人社))を含む溶液を同様に流路1に投入する。この溶液が微小突起群5に到達すると、二本鎖DNAにトラップされ、溶液中のインターカレーター分子の濃度が減少する。このインターカレーター分子のトラップ量は、二本鎖DNAの量に依存しているので、インターカレーター分子の濃度の減少もまた、二本鎖DNAの量に依存している。このため、作用電極7及び参照電極9により、インターカレーター分子の濃度(濃度の減少量)を測定することにより、検体に含まれる相補DNA量を測定することができる。
When the sample is introduced into the
なお、インターカレーター分子の種類は、電極活物質である限り、限定されない。流路は、二本以上であってもよく、それぞれの流路に別の一本鎖DNAを固定しておくことによって、複数の相補DNAを同時に測定することができる。 The type of intercalator molecule is not limited as long as it is an electrode active material. There may be two or more channels, and a plurality of complementary DNAs can be measured simultaneously by fixing another single-stranded DNA in each channel.
4.第4実施形態
第4実施形態のバイオセンサーチップは、第1実施形態に類似しているが、微小突起群5に固定するのが、抗体である点が異なっている。この実施形態では、被検物質は、前記抗体と抗原抗体反応する抗原である。
4). Fourth Embodiment The biosensor chip according to the fourth embodiment is similar to the first embodiment except that an antibody is fixed to the
ここで、前記抗原の検出原理を図1及び図4を用いて説明する。抗体は、第1実施形態と同様の方法により、微小突起群5に固定しておく(図4(a)に、抗体19が微小突起5aに固定されている状態を模式的に示す。)。検体として、抗原を含む溶液を準備する。
Here, the detection principle of the antigen will be described with reference to FIGS. The antibody is fixed to the
検体を検体入口15aから流路1に投入すると、検体は、流路1を通って流れ、微小突起群5に到達する。検体に含まれる抗原21は、微小突起群5に固定されている抗体19と効率よく結合して、複合体を形成する(図4(b))。複合体の形成量は、抗原21の量に依存する。次に、酵素25で修飾された抗体23を含む溶液を同様に流路1に投入する。この溶液が微小突起群5に到達すると、抗体23が複合体に結合する(図4(c))。図4(c)を見ると、抗原21等を介して、酵素25が微小突起5aに固定されていることが分かる。酵素25の固定量は、抗原21の量に依存することが分かる。この後は、例えば、濃度が既知のグルコース溶液を流路1に投入し、第1実施形態と同様の方法により、生成されるH2O2の酸化電流を測定する。酸化電流量は、酵素25の量に依存する。従って、酸化電流量を測定することにより、抗原21の量を求めることができる。
When the sample is introduced into the
なお、流路は、二本以上であってもよく、それぞれの流路に別の抗体を固定しておくことによって、複数の抗原を同時に測定することができる。微小突起群5に固定するのが、抗原で、検体中の抗体量を測定するようにしてもよい。
Two or more channels may be used, and a plurality of antigens can be measured simultaneously by fixing different antibodies in each channel. It is possible to measure the amount of antibody in the specimen by fixing the
5.第5実施形態
第5実施形態のバイオセンサーチップは、第4実施形態に類似しているが、図5及び図6に示すように、流路中に2つの微小突起群5,27を備える点が異なっている。上流側の微小突起群(複数の微小突起27aからなる。)27は、下流側の微小突起群(複数の微小突起5aからなる。)5よりも微小突起の横断面積が小さく、かつ、高密度に形成されている。各微小突起27aは、直径が100nmであり、高さが40μmである。隣接する微小突起間距離(隣接する微小突起の間の幅)は、200nmである。抗体は、下流側の微小突起群5のみに固定される。
5. Fifth Embodiment A biosensor chip according to a fifth embodiment is similar to the fourth embodiment, but includes two
ここで、上流側の微小突起群27の機能を図5を用いて説明する。検体として、複数種類の抗原を含む検体を準備する。本実施形態は、複数種類の抗原のうち、比較的サイズの小さいものが被検物質である場合に好適に利用される。
Here, the function of the
検体を検体入口15aから流路1に投入すると、検体は、流路1を通って流れ、微小突起群27に到達する。比較的サイズの小さい抗原(小抗原)は、素早く微小突起群27を通過するが、比較的サイズの大きい抗原(大抗原)は、ゆっくりと微小突起群27を通過する。このため、微小突起群27は、サイズごとに抗原を分離するフィルターとして機能する。微小突起群27を設けていない場合、大抗原と小抗原が同時に微小突起群5に到達し、小抗原が微小突起群5に固定された抗体と結合するのが阻害されることがあったが、本実施形態では、小抗原が効率的に上記抗体と結合する。この後は、第4実施形態と同様の方法により、抗原量を求めることができる。
When the sample is introduced into the
なお、微小突起27aの直径、高さは、特に限定されず、例えば、50〜200nm、5〜200μmにすることができる。微小突起27a間距離は、特に限定されず、例えば、50〜200nmにすることができる。3つ以上の微小突起群を設け、段階的な分離を行ってもよい。 In addition, the diameter and height of the microprotrusion 27a are not specifically limited, For example, it can be 50-200 nm and 5-200 micrometers. The distance between the minute protrusions 27a is not particularly limited, and can be set to, for example, 50 to 200 nm. Three or more microprojections may be provided to perform stepwise separation.
(酵素センサーチップ)
図3に示すような、3チャンネルの酵素センサーチップを作製し、血清中のグルコース、尿酸、総コレステロールの測定に用いた。
(Enzyme sensor chip)
A three-channel enzyme sensor chip as shown in FIG. 3 was prepared and used to measure glucose, uric acid, and total cholesterol in serum.
(1)酵素の固定化法
微小突起群5の前後の穴13a、13bから、架橋剤EDC(10mM,酢酸緩衝液(0.05M,pH5.7)溶液を10μl/分の流速で流し、チャンネル1、2および3にEDCを反応させた。次いで、チャンネル1の前後の穴を利用して、0.5mg/mlのグルコースオキシダーゼ(0.1Mリン酸緩衝液、pH7.0)溶液を10μl/分の速度で40分間循環して、グルコースオキシダーゼ酵素を固定化した。同様にチャンネル2には、0.5mg/mlのウリカーゼ溶液を流してウリカーゼを固定化した。チャンネル3には、0.5mgのコレステロールオキシダーゼと0.5mgのコレステロールエステラーゼを含む溶液を流して、両酵素を固定化した。最後に、0.1Mのリン酸緩衝液(pH7.0)を流して、洗浄してセンサーチップを得た。
(1) Immobilization method of enzyme From the holes 13a and 13b before and after the
(2)測定方法
移動相(キャリヤー溶液)には、界面活性剤Triton X−100を0.5%含む0.1Mリン酸緩衝液(pH7.5)を用いた。検体注入は、オートインジェクターを用いて行い、検体となる血清をインジェクターのサンプルループに1μlをため、バルブ自動スイッチングにより、チップの入口15aから注入した。電極部に0.6V(Ag/AgCl参照電極に対して)の加電圧をかけ、それぞれのチャンネルの微小突起群5で起こる酵素反応によって生成した過酸化水素の酸化電流を検出した。
(2) Measurement method A 0.1 M phosphate buffer (pH 7.5) containing 0.5% of the surfactant Triton X-100 was used as the mobile phase (carrier solution). Sample injection was performed using an auto-injector, and 1 μl of serum serving as a sample was injected into the sample loop of the injector from the inlet 15a of the chip by automatic valve switching. An applied voltage of 0.6 V (relative to the Ag / AgCl reference electrode) was applied to the electrode part, and the oxidation current of hydrogen peroxide generated by the enzyme reaction occurring in the
(3)結果
各チャンネルでは、グルコース、尿酸、総コレステロールに対してそれぞれ5−500mg/dlの濃度範囲で、基質濃度と応答電流との間に直線的関係があった。4種の各基質濃度が標示された管理血清を用いて、本法による測定の正確さと再現性(7回の繰返し精度)を求めた結果を表1に示す。
(3) Results In each channel, there was a linear relationship between the substrate concentration and the response current in the concentration range of 5-500 mg / dl for glucose, uric acid, and total cholesterol, respectively. Table 1 shows the results of determining the accuracy and reproducibility (7-times repeatability) of the measurement by this method using control sera labeled with each of the four substrate concentrations.
表1から分かるように、メーカー標示値と分析値は、よく−致した。また、測定の再現性は変動係数で1−2%であった。また、センサーチップの安定性は1ケ月間連続使用(毎日30サンプル)しても、酵素活性は初期活性の88%以上を保持した。 As can be seen from Table 1, the manufacturer indication values and analysis values were good. The reproducibility of the measurement was 1-2% in terms of variation coefficient. In addition, the stability of the sensor chip maintained 88% or more of the initial activity even after continuous use for 1 month (30 samples every day).
(ラット脳内神経伝達物質測定のための酵素センサーチップ)
図7に示すマイクロ透析プローブを手術によりラット脳線状帯部に固定し、実施例1と同様のシステムを用いて、神経伝達物質(L−グルタミン酸、ドーパミン、アセチルコリン)を同時検出した。なお、図7において、符号A,Bは、溶融シリカチューブであり、Cは、透析チューブ(内径200μm、外径220μm)である。
(Enzyme sensor chip for measurement of neurotransmitters in rat brain)
The microdialysis probe shown in FIG. 7 was fixed to the rat brain linear band by surgery, and using the same system as in Example 1, neurotransmitters (L-glutamic acid, dopamine, acetylcholine) were simultaneously detected. In FIG. 7, symbols A and B are fused silica tubes, and C is a dialysis tube (inner diameter 200 μm, outer diameter 220 μm).
(1)酵素の固定化法
チャンネル1の微小突起群5にグルタミン酸オキシダーゼを、チャンネル2にチロシナーゼを、チャンネル3にはアセチルコリンエステラーゼとコリンオキシダーゼを実施例1と同様の方法により固定化して、酵素センサーチップを得た。
(1) Immobilization of enzyme Glutamate oxidase is immobilized on
(2)測定方法
チャンネル1とチャンネル3の電極部には0.6V(Ag/AgCl参照電極に対して)の加電圧を与え、酵素反応により生成した過酸化水素の酸化電流を検出した。一方、チャンネル2の電極部には−0.15Vの加電圧をかけ、酵素反応によって生成したドパキノンの還元電流を測定した。移動相(キャリヤー溶液)として0.1Mリン酸緩衝液を用い、5μl/分の一定流速でキャリヤー溶液を流した。また、透析液としてリンゲル液を用いシリンジポンプで2μl/分の流速で流した。
(2) Measurement method An applied voltage of 0.6 V (relative to the Ag / AgCl reference electrode) was applied to the electrode portions of
(3)結果
それぞれのチャンネルで、L−グルタミン酸、ドーパミン、アセチルコリンは1μM−100μMの濃度範囲で、応答電流はそれぞれの濃度に比例した。検出下限は0.4μMであった。また、センサーチップの安定性は1ケ月間連続使用した場合,L−グルタミン酸センサー部とアセチルコリンセンサー部の感度は初期感度の90%以上を保持したが、ドーパミンセンサー部の感度は72%に減少した。
(3) Results In each channel, L-glutamic acid, dopamine, and acetylcholine were in a concentration range of 1 μM-100 μM, and the response current was proportional to each concentration. The lower limit of detection was 0.4 μM. In addition, when the stability of the sensor chip was used continuously for 1 month, the sensitivity of the L-glutamic acid sensor part and the acetylcholine sensor part maintained 90% or more of the initial sensitivity, but the sensitivity of the dopamine sensor part decreased to 72%. .
(DNAセンサーチップ)
図1に示すような1チャンネルのDNAセンサーチップを作製し、DNAセンサーチップとしての機能評価の実験を行った。
(DNA sensor chip)
A one-channel DNA sensor chip as shown in FIG. 1 was prepared, and an experiment for functional evaluation as a DNA sensor chip was performed.
実施例1と同様の方法で、5’−アミノ基修飾1本範DNA(d(T)22:チミンが22個つながったDNA)を微小突起群5に結合した。検体としてd(A)22と一塩基ミスマッチDNA、二塩基ミスマッチDNAを注入し、微小突起群上のd(T)22とハイブリダイゼーションを行わせる。次に、インターカレーター分子としてドーノマイシン(1μM溶液)を注入し,0.7Vの加電圧で電流測定した。
In the same manner as in Example 1, one 5′-amino group-modified DNA (d (T) 22 : DNA in which 22 thymines were linked) was bound to the
d(T)22では電流値は70%減少し、一塩基ミスマッチDNAでは3.5%減少し、二塩基ミスマッチDNAでは0%であった。つまり:、微小突起群5上のd(T)22はd(A)22と選択的にハイブリダイゼーションし、相補的DNA分子に対する選択性を示した。
For d (T) 22 , the current value decreased by 70%, for single-base mismatched DNA it decreased by 3.5%, and for double-base mismatched DNA it was 0%. That is, d (T) 22 on the
(タンパク質センサーチップ)
図1に示すような1チャンネルのタンパク質センサーチップを作製し、ヒト免疫グロブリンG(HIgG)の測定を行った。
(Protein sensor chip)
A 1-channel protein sensor chip as shown in FIG. 1 was prepared, and human immunoglobulin G (HIgG) was measured.
実施例1と同様の方法でHIgG抗体(Anti HIgG)を微小突起群5に固定化した。スライドバルブを用い、HIgGを注入(1μl,30秒)、次いで、グルコースオキシダーゼ標識抗体(GOD−Anti HIgG)を注入(60秒)、グルコース溶液(0.1mM)を注入(30秒)して、標識されたグルコースオキシダーゼにより、グルコースから生成した過酸化水素の酸化電流を下流の電極で検出した。2μmg/mlから80μg/mlの濃度範囲で、応答電流とHIgG濃度との間に良好な直線関係があった。
A HIgG antibody (Anti HIgG) was immobilized on the
1:流路 3:基板 5,27:微小突起群 5a,27a:微小突起 7:作用電極 9:参照電極 11:蓋 13a:固定化用酵素入口 13b:固定化用酵素出口 15a:検体入口 15b:検体出口 17:ポテンショスタット 19,23:抗体 21:抗原 25:酵素 51:基板 53:下地リード電極 55:作用極 57:対極 61:電荷移動媒体層 63:酵素反応層
1: Flow path 3:
Claims (9)
上流側の微小突起群は、下流側の微小突起群よりも微小突起の横断面積が小さく、かつ、高密度に形成され、
下流側の微小突起群に、生体機能性分子が結合されている請求項1に記載のチップ。 In the flow path, at least two microprojection groups are provided,
The microprojection group on the upstream side has a smaller cross-sectional area of the microprojection than the microprojection group on the downstream side, and is formed with a high density,
The chip according to claim 1, wherein a biofunctional molecule is bound to a group of microprojections on the downstream side.
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| JP (1) | JP2006201080A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008059848A1 (en) * | 2006-11-14 | 2008-05-22 | Japan Science And Technology Agency | Structure of micro/nanoconstruction, bioinspection chip utilizing the same and process for producing them |
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-
2005
- 2005-01-21 JP JP2005014330A patent/JP2006201080A/en active Pending
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