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マイクロ流体酵素センサ

国内特許コード P08P005364
整理番号 5062
掲載日 2008年12月5日
出願番号 特願2006-005358
公開番号 特開2007-187531
登録番号 特許第4769939号
出願日 平成18年1月12日(2006.1.12)
公開日 平成19年7月26日(2007.7.26)
登録日 平成23年7月1日(2011.7.1)
発明者
  • 安田 隆
出願人
  • 国立大学法人九州工業大学
発明の名称 マイクロ流体酵素センサ
発明の概要

【課題】
細胞の微小部位から放出される生体分子を、細胞の直下で高感度かつ高速に計測可能なマイクロ流体酵素センサを提供する。
【解決手段】
細胞21の直下に、シリコン酸化膜13に形成された連通孔14を配置し、連通孔14を埋めるようにナノポーラス構造を有した白金黒製の作用電極17を形成し、これらの直下に酵素溶液を貯えるマイクロリザーバ15を配置する。この構成により、細胞21から放出され連通孔14および作用電極17を通過した生体分子が、マイクロリザーバ15中で効率よく酵素反応を起こし、これに伴う生成物を作用電極17における電極反応により効率よく検出することが可能となる。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


近年、細胞レベルでの診断・治療技術、および、細胞を利用した創薬技術において、従来から行われている多数の細胞集団のふるまい、平均値を扱う手法ではなく、単一細胞レベルの挙動を計測制御する技術の開発が必要となっている。特に、細胞から放出される生体分子の計測は、細胞機能の解明および細胞活動のモニタリングに必要不可欠である。その中でも酵素反応を利用したセンシング技術(電気化学的な分析法)は、アセチルコリン、グルタミン酸、グルコースなど、多くの生体分子を選択的に検出することができる点で優れている。
しかしながら、酵素センサを利用し、単一細胞の微小部位から放出される生体分子を、空間的にも時間的にも高分解能で計測するには、酵素電極の微小化に伴うノイズの増加の問題、固定化酵素量の減少による測定電流量の減少の問題、細胞とセンサとの精密な位置決めの問題など、多くの解決すべき課題が存在し、実用的なセンサは未だ開発されていないのが実情である。



この点を踏まえて、以下、酵素センサの従来技術を説明する。
従来、例えばプローブ型の微小電極を細胞近傍に配置し、単一細胞からの生体分子を計測する方法が知られている。
また、特許文献1に示すように、アレイ状に配置された電極上に酵素を固定化し、その電極上でスライスされた脳の海馬などから放出されるグルタミン酸を計測する技術が開発されている。これは、大きい生体組織、複数細胞における生体分子の空間的分布を計測する際など、同時多点的な計測に適している。




【特許文献1】特開2001-108647号公報

産業上の利用分野


この発明はマイクロ流体酵素センサ、詳しくは単一の培養細胞の微小部位から放出された生体分子を、細胞の近傍で高感度かつ高速に計測可能なマイクロ流体酵素センサに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
細胞を培養するチャンバと、
酵素溶液を貯液するためのマイクロリザーバと、
前記チャンバと前記マイクロリザーバとを区分するとともに、前記チャンバと前記マイクロリザーバとを連通する連通孔が形成された隔膜と、
前記マイクロリザーバに配置され、前記細胞から放出された生体分子の濃度を電気化学的に計測する電極とを備えたマイクロ流体酵素センサ。

【請求項2】
前記電極は、前記生体分子の酵素反応に伴う生成物と電子の授受を行う作用電極と、参照電極と、対向電極とを有し、
前記隔膜のうち、前記連通孔の形成部分に前記作用電極が形成され、
前記連通孔は、ナノ単位のポア径を有する多孔質のナノポーラス構造体によって塞がれた請求項1に記載のマイクロ流体酵素センサ。

【請求項3】
前記ナノポーラス構造体は、白金黒製である請求項2に記載のマイクロ流体酵素センサ。

【請求項4】
前記隔膜のうち、前記連通孔の形成部分のマイクロリザーバ側には白金薄膜が形成され、
該白金薄膜には、前記連通孔を埋めるように、前記白金黒製のナノポーラス構造体が積層された請求項3に記載のマイクロ流体酵素センサ。
産業区分
  • 試験、検査
  • 微生物工業
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2006005358thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
詳細は、下記「問合せ先」まで直接お問い合わせください。


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