JP2011080848A - バイオセンサ - Google Patents
バイオセンサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011080848A JP2011080848A JP2009232984A JP2009232984A JP2011080848A JP 2011080848 A JP2011080848 A JP 2011080848A JP 2009232984 A JP2009232984 A JP 2009232984A JP 2009232984 A JP2009232984 A JP 2009232984A JP 2011080848 A JP2011080848 A JP 2011080848A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photonic crystal
- biosensor
- polymer material
- stimulus
- responsive polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
【解決手段】バイオセンサSは、フォトニック結晶Cと、刺激応答性高分子材料Mとを備えている。フォトニック結晶Cは、周期構造体から構成されている。刺激応答性高分子材料Mは、ターゲット物質と特異的に結合あるいは反応する特異的結合物質Xを含む。また、刺激応答性高分子材料Mは、ターゲット物質と特異的結合物質Xとが結合あるいは反応することによって、体積変化する。さらに、フォトニック結晶Cは、刺激応答性高分子材料Mに内包されている。
【選択図】図1
Description
本発明における周期構造体は、一定の規則性、即ち、周期性を有する構造体であって、その周期構造としては、結晶性無機固体と同様の結晶構造である六方最密充填構造、立方最密充填構造、体心立方充填構造、ログパイル構造、ダイヤモンド構造等が挙げられる。なお、これらの周期構造のうちでは、六方最密充填構造が好ましい。
本発明における刺激応答性高分子材料Mとしては、外部からの刺激、例えば、熱の付与、電界の付与、イオン強度の変化、磁界の付与、および、力学的刺激等の環境変化に応じて体積変化(膨潤および収縮)する性質を有する材料であればよく、例えば、アクリルアミド、ポリジメチルシロキサン、ポリビニルアルコール、ナフィオン、ポリアクリル酸アミド、N-イソプロピルアクリルアミド、アルギン酸ナトリウムおよびアクリル酸ナトリウム等が挙げられる。なお、刺激応答性高分子材料は、特異的結合物質Xに応じて最適な材料を適宜選択すればよい。
本発明における特異的結合物質Xとは、試料溶液中に含まれるターゲット物質と特異的に結合あるいは反応する物質(生体認識素子)であればよく、例えば、酵素、タンパク質、糖鎖、DNA、RNAおよびペプチド核酸等が挙げられる。
本発明のバイオセンサSの製造方法は第1工程と第2工程とを有しており、本発明のバイオセンサSは第1工程と第2工程とを経ることで製造することができる。第1工程とは、フォトニック結晶Cを内包した刺激応答性高分子材料Mを合成する工程である。また、第2工程とは、第1工程で得られたフォトニック結晶Cを内包した刺激応答性高分子材料Mに、特異的結合物質Xを固定化する工程である。
本発明のバイオセンサSを用いたターゲット物質の検知方法は第1検知工程と第2検知工程とを有しており、第1検知工程と第2検知工程とを経ることで、ターゲット物質を検知することができる。第1検知工程は、本発明のバイオセンサSと、試料とを接触させる工程である。また、第2検知工程は、バイオセンサSと試料との接触部分の色調を所定方向から目視により観察する工程である。なお、バイオセンサSと接触させる試料は、液体状態であってもよく、固体状態であってもよく、気体状態であってもよい。
グルコース(和光純薬工業社製)と20mMのリン酸緩衝液(pH 7.4)とを混合して150mMのグルコース溶液を調整し、これを試料溶液とした。上記試料溶液を用いて、色調の評価試験を行ったところ、緑色から黄色への色調の変化が観察された。また、グルコースオキシダーゼを固定化したフォトニック結晶内包型ポリアクリルアミドゲルを測定用容器に配置し、上記試料溶液を滴下して、Beckman Coulter社製のDU○R800を用いて滴下部分の所定時間毎のピーク波長を測定した結果、ピーク波長は経時的に変化していた(図3参照)。
上記実施形態では、フォトニック結晶Cが、ターゲット物質と特異的結合物質Xとの結合あるいは反応に基づく刺激により体積変化する刺激応答性高分子材料Mに内包されている。また、フォトニック結晶Cを構成するナノ粒子の平均粒子径が50〜500nmの範囲内である場合には、可視領域中でフォトニック結晶の色調を観察することができる。さらに、刺激応答性高分子材料Mには、特異的結合物質Xが導入されて固定されている。このため、刺激応答性高分子材料Mに外部刺激を付与(ターゲット物質を添加して特異的結合物質Xと結合あるいは反応させる)することで環境変化が生じ、前記環境変化によって刺激応答性高分子材料Mが膨潤または収縮し、刺激応答性高分子材料Mの膨潤または収縮に基づいてフォトニック結晶Cの粒子間距離が変化する。したがって、フォトニック結晶Cの色調を変化させることができる。言い換えると、刺激応答性高分子材料Mが特異的結合物質Xを含有していることで検知したいターゲット物質(化学物質等)に応答して膨潤度を変化させる刺激応答性高分子材料Mを得ることができ、刺激応答性高分子材料Mの膨潤度が変化することで内包されているフォトニック結晶Cの粒子間距離が変化するため、ターゲット物質の種類や濃度に依存して色調が変化するバイオセンサSを得ることができる。すなわち、本発明のバイオセンサSでは、フォトニック結晶Cのナノ粒子間距離の変化に伴う色調の変化を目視で観察することができる。
M アクリルアミド/刺激応答性高分子材料(刺激応答性高分子材料)
S バイオセンサ
X グルコースオキシダーゼ/特異的結合物質(特異的結合物質)
Claims (5)
- 周期的に配置されている粒子から構成されるフォトニック結晶(C)と、
ターゲット物質と特異的に結合あるいは反応する特異的結合物質(X)を含み、前記ターゲット物質と前記特異的結合物質とが結合あるいは反応することによって体積変化する刺激応答性高分子材料(M)と、を備え、
前記フォトニック結晶は、前記刺激応答性高分子材料に内包されている、
バイオセンサ(S)。 - 前記フォトニック結晶の粒子の平均粒径は、50〜500nmの範囲内にある、
請求項1に記載のバイオセンサ。 - 前記刺激応答性高分子材料の体積変化に伴って前記フォトニック結晶の粒子間距離が変化し、前記フォトニック結晶の粒子間距離の変化によって、前記フォトニック結晶の色調が変化する、
請求項1または2に記載のバイオセンサ。 - 周期的に配置されている粒子から構成されるフォトニック結晶(C)と体積変化可能な刺激応答性高分子材料(M)とを混合し、前記刺激応答性高分子材料が前記フォトニック結晶を内包したフォトニック結晶内包刺激応答性高分子材料を得る第1工程と、
前記第1工程で得られた前記フォトニック結晶内包刺激応答性高分子材料に、ターゲット物質と特異的に結合あるいは反応する特異的結合物質(X)を固定する第2工程と、
を備えるバイオセンサ(S)の製造方法。 - 請求項1から3のいずれかに記載のバイオセンサ(S)と、試料とを接触させる第1検知工程と、
前記バイオセンサと前記試料との接触部分の色調を、所定方向から目視により観察する第2検知工程と、
を備えるターゲット物質の検知方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009232984A JP5595706B2 (ja) | 2009-10-07 | 2009-10-07 | バイオセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009232984A JP5595706B2 (ja) | 2009-10-07 | 2009-10-07 | バイオセンサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011080848A true JP2011080848A (ja) | 2011-04-21 |
JP5595706B2 JP5595706B2 (ja) | 2014-09-24 |
Family
ID=44075040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009232984A Expired - Fee Related JP5595706B2 (ja) | 2009-10-07 | 2009-10-07 | バイオセンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5595706B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190035273A (ko) * | 2017-09-26 | 2019-04-03 | 서강대학교산학협력단 | 고속 응답성을 갖는 젤-결정화된 입자를 이용한 복합센서 및 그 제조방법 |
KR20210048927A (ko) * | 2019-10-24 | 2021-05-04 | 서강대학교산학협력단 | 박막층을 이용한 광결정 구조의 복합센서 및 그 제조방법 |
WO2021193589A1 (ja) * | 2020-03-23 | 2021-09-30 | 積水化学工業株式会社 | 検査方法、検査キット及び検査システム |
KR20220068453A (ko) * | 2020-11-19 | 2022-05-26 | 서강대학교산학협력단 | 광결정 구조물을 이용한 식별 표지 구조 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001505236A (ja) * | 1996-11-06 | 2001-04-17 | ユニバーシティ オブ ピッツバーグ オブ ザ コモンウエルス システム オブ ハイアー エデュケイション | 新規な重合された結晶性コロイド・アレイ・センサー |
JP2007051944A (ja) * | 2005-08-18 | 2007-03-01 | National Institute For Materials Science | コロイド材料およびそれを用いた低誘電率溶媒の有無の判定方法 |
WO2008146569A1 (ja) * | 2007-05-28 | 2008-12-04 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | バイオセンサー |
WO2009061823A1 (en) * | 2007-11-05 | 2009-05-14 | Trustees Of Tufts College | Fabrication of silk fibroin photonic structures by nanocontact imprinting |
-
2009
- 2009-10-07 JP JP2009232984A patent/JP5595706B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001505236A (ja) * | 1996-11-06 | 2001-04-17 | ユニバーシティ オブ ピッツバーグ オブ ザ コモンウエルス システム オブ ハイアー エデュケイション | 新規な重合された結晶性コロイド・アレイ・センサー |
JP2007051944A (ja) * | 2005-08-18 | 2007-03-01 | National Institute For Materials Science | コロイド材料およびそれを用いた低誘電率溶媒の有無の判定方法 |
WO2008146569A1 (ja) * | 2007-05-28 | 2008-12-04 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | バイオセンサー |
WO2009061823A1 (en) * | 2007-11-05 | 2009-05-14 | Trustees Of Tufts College | Fabrication of silk fibroin photonic structures by nanocontact imprinting |
JP2011504421A (ja) * | 2007-11-05 | 2011-02-10 | トラスティーズ オブ タフツ カレッジ | ナノコンタクトインプリンティングによる絹フィブロインフォトニック構造の作製 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JPN6014030974; 遠藤達郎、外2名: '「フレキシブルフォトニッククリスタルVOCセンサの開発」' 第26回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム論文集 , 20091015, 第93頁-第97頁, 社団法人電気学会 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190035273A (ko) * | 2017-09-26 | 2019-04-03 | 서강대학교산학협력단 | 고속 응답성을 갖는 젤-결정화된 입자를 이용한 복합센서 및 그 제조방법 |
KR102004491B1 (ko) | 2017-09-26 | 2019-07-29 | 서강대학교산학협력단 | 고속 응답성을 갖는 젤-결정화된 입자를 이용한 복합센서 및 그 제조방법 |
KR20210048927A (ko) * | 2019-10-24 | 2021-05-04 | 서강대학교산학협력단 | 박막층을 이용한 광결정 구조의 복합센서 및 그 제조방법 |
KR102603881B1 (ko) * | 2019-10-24 | 2023-11-17 | 서강대학교산학협력단 | 박막층을 이용한 광결정 구조의 복합센서 및 그 제조방법 |
WO2021193589A1 (ja) * | 2020-03-23 | 2021-09-30 | 積水化学工業株式会社 | 検査方法、検査キット及び検査システム |
KR20220068453A (ko) * | 2020-11-19 | 2022-05-26 | 서강대학교산학협력단 | 광결정 구조물을 이용한 식별 표지 구조 |
KR102603882B1 (ko) * | 2020-11-19 | 2023-11-17 | 서강대학교산학협력단 | 광결정 구조물을 이용한 식별 표지 구조 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5595706B2 (ja) | 2014-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Yuan et al. | Investigation for terminal reflection optical fiber SPR glucose sensor and glucose sensitive membrane with immobilized GODs | |
Ayankojo et al. | Molecularly imprinted polymer based electrochemical sensor for quantitative detection of SARS-CoV-2 spike protein | |
Yao et al. | Surface plasmon resonance sensor based on magnetic molecularly imprinted polymers amplification for pesticide recognition | |
Zhou et al. | Molecule-specific terahertz biosensors based on an aptamer hydrogel-functionalized metamaterial for sensitive assays in aqueous environments | |
kholafazad Kordasht et al. | Biosensing of microcystins in water samples; recent advances | |
Beres et al. | Tapered plastic optical fiber-based biosensor–tests and application | |
Zucolotto et al. | Catechol biosensing using a nanostructured layer-by-layer film containing Cl-catechol 1, 2-dioxygenase | |
Díaz et al. | Sol-gel cholinesterase biosensor for organophosphorus pesticide fluorimetric analysis | |
Cavalcanti et al. | A disposable chitosan-modified carbon fiber electrode for dengue virus envelope protein detection | |
KR101754774B1 (ko) | 바이오 칩 및 바이오 칩의 제조 방법 | |
Xu et al. | Rapid and sensitive detection of Giardia lamblia using a piezoelectric cantilever biosensor in finished and source waters | |
US11448580B2 (en) | Biodetector based on interference effect of thin film with ordered porous nanostructures and method for using same to detect biomolecules | |
JP2010197046A (ja) | バイオセンサー | |
JP2001505236A (ja) | 新規な重合された結晶性コロイド・アレイ・センサー | |
Zhao et al. | Effect of DNA-induced corrosion on passivated porous silicon biosensors | |
Kitade et al. | Potentiometric immunosensor using artificial antibody based on molecularly imprinted polymers | |
JP5595706B2 (ja) | バイオセンサ | |
CN106662539B (zh) | 用于检测液体中的分析物的传感器和设备 | |
Portaccio et al. | Fiber-optic glucose biosensor based on glucose oxidase immobilised in a silica gel matrix | |
Jung et al. | Design and functionalization of responsive hydrogels for photonic crystal biosensors | |
Sun et al. | Non-enzymatic glucose detection based on phenylboronic acid modified optical fibers | |
Horgan et al. | Polymer-and colloid-mediated bioassays, sensors and diagnostics | |
Hu et al. | Aromatic functionality of target proteins influences monomer selection for creating artificial antibodies on plasmonic biosensors | |
Zhao et al. | Sandwich-type surface stress biosensor based on self-assembled gold nanoparticles in PDMS film for BSA Detection | |
US20100167283A1 (en) | Analyte Detection |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121005 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20121005 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130723 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130724 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130924 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140311 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140508 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140729 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140806 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5595706 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |