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ELECTROCHEMICAL MULTI-SPECIMEN ANALYTICAL METHOD achieved

Patent code P110003054
File No. RJ005P66
Posted date Jun 15, 2011
Application number P2002-272822
Publication number P2004-108971A
Patent number P3688671
Date of filing Sep 19, 2002
Date of publication of application Apr 8, 2004
Date of registration Jun 17, 2005
Inventor
  • (In Japanese)青柳 重夫
  • (In Japanese)松平 昌昭
  • (In Japanese)内海 陽介
  • (In Japanese)珠玖 仁
  • (In Japanese)白石 卓夫
  • (In Japanese)末永 智一
  • (In Japanese)阿部 宏之
  • (In Japanese)星 宏良
Applicant
  • (In Japanese)独立行政法人科学技術振興機構
  • (In Japanese)北斗電工株式会社
Title ELECTROCHEMICAL MULTI-SPECIMEN ANALYTICAL METHOD achieved
Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrochemical multi-specimen analytical method capable of measuring continuously one by one the concentration and the concentration gradient in each container arrayed in great numbers.

SOLUTION: When mass balance exists between a sample arranged in a well 4 and a solution 5 surrounding the sample, the nonuniform concentration distribution of a measuring object formed in the well 4 is measured, to thereby quantitate a mass transfer rate between the sample and the solution 5.

Outline of related art and contending technology (In Japanese)
従来、試験溶液中に含まれる分析対象物質の濃度を定量する目的で、広く適用されているマルチタイタープレートは、容積3ml-100μlのマイクロウェルを有し、12-96個の検体の連続的分析を可能とする。このマルチタイタープレートによる分析では、吸光、蛍光、発光計測が検出原理として採用され、いずれの検出系においても、一つ一つの容器における分析対象物質の濃度を全自動で連続的に測定する装置が市販されている。このマルチタイタープレートを用いた分析において、注目する目的物質の容器内の濃度は均一であることが大前提となっている。
【0003】
マルチタイタープレートを用いた分析手法の中には、電気化学検出を採用した手法も多くある。しかし、この手法は、連なる容器の一つ一つが独立で、検出電極(作用極)のみならず、参照極/対極も一つ一つの容器ごとに配置されることが一般的であって、構成は複雑である。電気化学検出の場合、試料溶液と電極表面の間に濃度勾配が形成されるが、これは検出電流を獲得するに際して形成される濃度勾配であり、目的物質の容器内における沖合濃度は均一であることが大前提であることに変わりはない。高感度分析を目的とし、比較的微体積の容器と電気化学検出を組み合わせた分析システムでは、容器内に存在する目的物質をすべて反応させた際の電気量を出力として得る方法も既に知られている。
【0004】
上述の分析システムのコンセプトと全く異なり、本発明は、一対(微小電流計測用の作用極および参照極/対極)の電気化学計測系で多数配列された容器の濃度および濃度勾配を一つ一つ連続的に計測する方法を提供する。
【0005】
また、本発明は、下記の特許文献1における装置構成の一部である「試料保持装置」を使用せず、独自の形状を有するウェル(容器)を用いた酸素消費量計測方法に関する。
【0006】
本発明は、装置の操作に習熟した人以外でも簡単に計測を実施することを可能にする。さらに、容器は複数の試料を保持することが可能であり、胚1個あたりの計測に要する時間を大幅に短縮できる。
【0007】
また、走査型電気化学顕微鏡は、微小電極を探針とし、試料表面近傍の濃度勾配の計測を可能にする装置である。しかし、注目物質の濃度勾配の計測から試料-溶液間の物質収支速度が定量できるケースは極めて限られているのが現状である。例えば、サイズが微小(半径100μm程度あるいはそれ以下)でかつ球あるいは円といったシンプルな形状の試料については、球面拡散の式が適用でき、試料-溶液間の物質収支速度が定量できる。本発明では、容器内部に形成される濃度勾配を計測し、試料-溶液間の物質移動速度を定量する。
【0008】
解析工程は球面拡散の仮定および理論式に縛られず、試料は球形である必要がない。また、計測の際に電極を試料に最近接させる必要がない。更に、計測および解析工程は哺乳動物胚の酸素消費量計測以外にも応用可能であり、その場合、特許文献1に束縛されることはない。
【0009】
特許文献1には哺乳動物胚の無侵襲的品質評価方法及びその装置が示され、特に、個々の胚における酸素消費量を基準に胚の正常性を判定するようにしている。
【0010】
非特許文献1には、溶液の濃度分布に関する測定手法が記載されている(詳細は後述)。
なお、本願発明者らによるセルを用いた電気化学的分析装置及び方法が特願2002-269651として既に提案されている。
【0011】
【特許文献1】
特開2002-122568号、第4~6頁
【非特許文献1】
珠玖ら、Electrochemistry,69,806-810(2001)
Field of industrial application (In Japanese)
本発明は、電気化学的多検体分析方法に関するものである。
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
  セルの基台に形成された逆円錐形状のウェル内に配置された試料と該試料を取り囲む前記セル内の溶液間に物質収支が存在する場合に、前記逆円錐形状のウェル内に形成された計測対象物の不均一な濃度分布を計測することにより、前記試料-溶液間の物質移動速度を定量することを特徴とする電気化学的多検体分析方法。
【請求項2】
  請求項1記載の電気化学的多検体分析方法において、前記計測対象物を測定する際に、複数のウェルを有するセルを用いることを特徴とする電気化学的多検体分析方法。
【請求項3】
  請求項1記載の電気化学的多検体分析方法において、前記計測対象物を測定する際に、該計測対象物の濃度勾配がウェル内部にのみ存在し、複数のウェル間の物質移動が存在しないように構成されたウェルを用いることを特徴とする電気化学的多検体分析方法。
【請求項4】
  請求項1記載の電気化学的多検体分析方法において、前記試料が生体試料であることを特徴とする電気化学的多検体分析方法。
【請求項5】
  請求項4記載の電気化学的多検体分析方法において、前記生体試料が哺乳動物胚や動物細胞であることを特徴とする電気化学的多検体分析方法。
【請求項6】
  請求項4記載の電気化学的多検体分析方法において、前記生体試料がタンパク質や核酸であることを特徴とする電気化学的多検体分析方法。
Industrial division
  • (In Japanese)試験、検査
  • Industrial robot
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2002272822thum.jpg
State of application right Right is in force
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