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MICROPROBE ANALYSIS DEVICE AND METHOD FOR ANALYZING MICROSAMPLE

Patent code P07A011415
Posted date Nov 6, 2007
Application number P2006-089429
Publication number P2007-259762A
Patent number P4660768
Date of filing Mar 28, 2006
Date of publication of application Oct 11, 2007
Date of registration Jan 14, 2011
Inventor
  • (In Japanese)鈴木 博章
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人 筑波大学
Title MICROPROBE ANALYSIS DEVICE AND METHOD FOR ANALYZING MICROSAMPLE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To remarkably reduce treatment operation of a sample and a substrate in measurement and impart high reliability to analytical data in a microprobe analysis device for carrying out various kinds of calibration by utilizing enzyme activity, etc.
SOLUTION: The microprobe analysis device is characterized by forming a microchannel on a substrate, arranging a lyophilized substrate in an enzyme-carrying part for carrying an enzyme so as to face the microchannel and in it's vicinity and analyzing enzyme activity in the sample corresponding to the substrate by making a sample liquid flow into the microchannel or forming an enzyme A-carrying part for carrying an enzyme A so as to face the microchannel, arranging a lyophilized enzyme B in the microchannel in the vicinity of the enzyme A-carrying part and analyzing a substrate corresponding to the enzyme B in the sample liquid by making the sample liquid flow into the microchannel. In the device, synergistic effect between capillary phenomenon in the microchannel and capillary phenomenon of lyophilized substrate or enzyme material by a porous material is obtained and calibration by enzymatic reaction in an extremely short time is achieved.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


現在、化学センサの分野では、マイクロマシーニングの技術や、フォトリソグラフィーなどの半導体技術を利用して分析システムを微小化、集積化する研究が盛んに行われている。これらは微小化学物質分析システム(Micro Total Analysis System :μTAS)と呼ばれている。μTASの利点としては、装置が小さいため場所をとらずにどこでも測定ができ、検体が微量で済み、迅速な分析が可能であることである。μTASの持つこれらの利点はまさに現在の医療の現場で求められているものであり、医療用としてのμTASの実現に向けた研究の意義は非常に大きい。



ところで、医療診断に必要な測定を患者近傍で行なうベッドサイド診断用の分析(POC(point of care)分析)可能なデバイスの一例として、一対の平板状部材間にキャピラリを形成し、該キャピラリ内に液体状の試薬と試料を流し、その混合液体中の所定成分を分析するチップ型の分析装置(例えば特許文献1、特許文献2参照。)が知られている。また、肝臓機能の検査に特化した装置としては、チップ上でサンプルと基質を混合し、センシングを行なうGOT、GPT測定用のバイオセンサアレイも知られており(例えば非特許文献1参照。)、このバイオセンサにおいては、サンプルの入り口、混合のためのミアンダ状に引き回される流路、及びガラス基板に形成されたセンサチップからなり、サンプルの入り口からサンプルと基質を流し、センサチップでGOT、GPTの測定を行なう。



このようなGOT、GPT測定が可能なバイオセンサーとしては、基板上にY字状の基質溶液の流路と試料液の流路が合流される微小流路を形成し、その微小流路の合流部に臨んで形成される複数の電極からなる電極系と、前記電極系の中の1つの電極の近傍に配置され所要の酵素を前記合流部で合流した前記基質溶液及び前記試料液と反応させる酵素供給手段とを設け、前記電極系に生ずる電流値によって前記試料液の酵素活性を検量するデバイスも知られている(例えば、特許文献3参照。)。



【特許文献1】
特開2001-165939号公報
【特許文献2】
特開2000-2677号公報
【特許文献3】
特開2005-351882号公報
【非特許文献1】
I.Moser, G. Jobst, P Svasek, M Varaham, G Urban "Rapid Liver Enzyme Assay with Miniaturized Liquid Handling System Comprising Thin Film Biosensor Array" Sensors and Actuators B, 1997, vol. 44, 377-380



ところで、肝臓機能の検査項目であるγ-GTP、GOT、GPTは、いずれも同じ反応生成物であるL-グルタミン酸を検出することで測定可能となり、グルタミン酸オキシダーゼを使用した酵素センサーを用いれば、これらγ-GTP、GOT、GPTの3項目を1つの分析システムで検出することができる。詳しくは、



【化1】




また、L-グルタミン酸オキシダーゼを用いた反応は次のようであり、L-グルタミン酸を酸化的に脱アミノ化する酵素であって、反応生成物としては過酸化水素やアンモニアが生成される。この過酸化水素によって生ずる酸化電流値を測定することでL-グルタミン酸濃度が測定され、この測定からγ-GTP、GOT、GPTの値も検出可能となる。



【化2】


Field of industrial application (In Japanese)


本発明は微量な試料の分析や検出に用いられる微小分析装置及び微少試料の分析方法に関し、特に酵素活性を用いた測定を行なう微小分析装置及び微少試料の分析方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
基板上に、試料液が注入される注入開口部に接続された微小流路を形成し、該微小流路に臨むように酵素を担持させる酵素担持部を形成し、該酵素担持部の近傍の前記注入開口部に隣接する前記微小流路中に凍結乾燥された基質を含み前記試料液に溶解する多孔質担体を配置させ、前記注入開口部を介して前記微小流路に前記試料液を流すことで測定可能な酵素活性を生じさせ、基質に対応する試料液中の酵素活性を分析する微小分析装置。

【請求項2】
 
前記酵素担持部には電極が形成され、酵素は該電極の表面若しくは近傍に配置されていることを特徴とする請求項1記載の微小分析装置。

【請求項3】
 
前記基板上には流路形成層が形成され、前記基板上の前記酵素担持部の周囲で該流路形成層を開口して前記微小流路を形成することを特徴とする請求項1記載の微小分析装置。

【請求項4】
 
前記担持させる酵素は酸化還元酵素であり、前記試料液中のガンマ・グルタミルトランスペプチダーゼ(γ-GTP)、グルタミック・オキサロアセテック・トランスアミナーゼ(GOT)、又はグルタミック・ピルビック・トランスアミナーゼ(GPT)のいずれかを分析することを特徴とする請求項1記載の微小分析装置。

【請求項5】
 
前記基質は、タンパク質及び架橋剤を混ぜた媒体により前記微小流路に臨むように配置されることを特徴とする請求項1記載の微小分析装置。

【請求項6】
 
試料液が注入される注入開口部に接続された微小流路を形成すると共に該微小流路に臨むように酵素を担持させる酵素担持部を形成する工程と、該酵素担持部の近傍の前記注入開口部に隣接する前記微小流路中に凍結乾燥された基質を含み前記試料液に溶解する多孔質担体を配置させる工程と、前記注入開口部を介して前記微小流路から前記凍結乾燥された基質に試料液を供給する工程とを有し、基質に対する試料液の酵素活性を分析することを特徴とする微小試料の分析方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2006089429thum.jpg
State of application right Registered
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