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液晶ディスプレイを用いる多点蛍光分析
東京工業大学東京工業大学東京工業大学東京工業大学 大学院理工学研究科大学院理工学研究科大学院理工学研究科大学院理工学研究科 化学専攻化学専攻化学専攻化学専攻
准教授准教授准教授准教授 火原彰秀火原彰秀火原彰秀火原彰秀
北海道大学北海道大学北海道大学北海道大学 大学院工学研究院大学院工学研究院大学院工学研究院大学院工学研究院 生物機能高分子部門生物機能高分子部門生物機能高分子部門生物機能高分子部門
教授教授教授教授 渡慶次学、渡慶次学、渡慶次学、渡慶次学、 大学院生大学院生大学院生大学院生 若尾摂若尾摂若尾摂若尾摂
2015年10月23日 11:30-11:55 新技術説明会（JST東京本部別館1Fホール）1
イムノアッセイとは？
抗原
抗体
結合
抗原－抗体反応（免疫反応）
� 非常に高い選択性
イムノアッセイ（免疫検定）抗原－抗体反応を利用して
目的分子だけを測定する
分析手法
健康診断 生命科学・薬剤動態 環境分析
2
従来技術（サンドイッチ法・ELISA）
マイクロタイタープレート
従来法 サンプル導入
洗浄
洗浄
基質導入
プレートリーダー
分析時間： 数時間～半日
●分析時間が長い
●煩雑な操作が多い
●試薬が高価
従来法の問題点
二次抗体導入Y固体表面
3
蛍光偏向解消法
結合型 遊離型
I║
I⊥蛍光
I║ I⊥
抗体
アナライト（抗原）
蛍光標識抗原
結合型
遊離型
励起光（直線偏光）
� 原理的に1ステップで抗原を測定できる
4
従来技術の課題
従来装置の例 課題
� 高価な偏光素子� 複雑な光学系� 多点同時測定が困難� 装置が大きい
日本分光 FP-715
5
アイデア 液晶ディスプレイと偏光
OFF ON
光源
偏光フィルム②
偏光フィルム①
液晶素子
OFF ON
6
POINT1: LCDを用いる蛍光偏向解消法
OFF ON
偏光フィルム②
液晶素子
OFF ON
光源
偏光フィルム①
励起光 励起光
I⊥ I║
7
装置構成
8
POINT2：信号処理
時間
AC
I⊥
I║
AC
蛍光偏光度
透過
光量 ON
OFF
輝度
値DC
フレーム数
CCD同期法
( I║ + I⊥)
( I║ I⊥)
2DC =
9
分析の例（粘度による蛍光偏向解消）
AC画像画像画像画像 DC画像画像画像画像
P画像画像画像画像
0 20 40 60 80 100
0
0.1
0.2
0.3
偏光度
偏光度
偏光度
偏光度
(a.u
.)
EG %
新規システム新規システム新規システム新規システム 従来の自動偏光測定装置従来の自動偏光測定装置従来の自動偏光測定装置従来の自動偏光測定装置
10
分析例
10 50 100
0
0.1
0.2
0.3
偏光度
偏光度
偏光度
偏光度
(a.u
.)
PGE2濃度濃度濃度濃度 (ng/mL)
新規システム新規システム新規システム新規システム 従来の自動偏光測定装置従来の自動偏光測定装置従来の自動偏光測定装置従来の自動偏光測定装置
AC画像画像画像画像 DC画像画像画像画像
P画像画像画像画像
PGE2: プロスタグランジンE2（生理活性物質） 11
従来技術との比較
装置外観装置外観装置外観装置外観多点多点多点多点分析分析分析分析
検出検出検出検出器器器器
蛍光蛍光蛍光蛍光偏向偏向偏向偏向
前前前前
操作操作操作操作可動可動可動可動部部部部
小型小型小型小型可搬可搬可搬可搬
マイクロタイプレート＋
プレートリーダー○ PD △ 多 有 △
従来の蛍光偏向分光装置
○ PD ◎ 単 有 △
本手法?
ハンドヘルド型可搬型
◎CCD
CMOS◎ 単 なし ?
12
将来イメージ・想定される用途
健康診断
生命科学・薬剤動態
環境分析
結合型 遊離型
I║
I⊥蛍光
I║ I⊥
1ステップ・イムノアッセイ 液晶・CCD・信号処理
AC
輝度
値
DC
可搬分析装置
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実用化に向けた課題
• 現在、限られた試料について、光学調整しながらイムノアッセイが可能なところまで開発済み。しかし、装置化に向けて信号安定化の条件解明が課題である。
• 今後、信号安定化条件（光学的条件、試料条件）について実験データを取得する。
14
企業への期待
• 液晶素子を含めた装置化の技術を持つ、企業との共同研究を希望。
• また、健康・生命科学・環境分析などに応用をすすめる企業との共同研究を希望。
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本技術に関する知的財産権
• 発明の名称 ：偏光分析装置
• 出願番号 ：特願2014-102446
• 出願人 ：東京工業大学、北海道大学
• 発明者 ：火原彰秀、渡慶次学、若尾摂
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お問い合わせ先
東京工業大学 産学連携推進本部
産学連携コーディネータ 河村尚登
ＴＥＬ 03-5734-7634
ＦＡＸ 03-5734-7694
e-mail [email protected]
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