JP2011221017A - 磁気抵抗センサーを利用したアルツハイマー病の診断方法及びアルツハイマー病診断用磁気ビーズ−ポリタンパク質複合体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】巨大磁気抵抗センサーを利用したアルツハイマー病の診断方法は、従来の蛍光物質を利用した方法や遺伝子分析方法の代わりに、巨大磁気抵抗センサーを利用して簡単な方法でアルツハイマー病を容易に診断することができ、アルツハイマー病診断用バイオセンサーとして大量生産が可能なので、アルツハイマー病のモニタリングと治療に有用に使用することができる。
【選択図】図1
Description
上記方法は、光学的または化学的方法を使用するので、リアルタイム診断が困難であり、診断費用が高くて、且つアルツハイマー病診断キットの大量生産が不可能であるため、商用化が難しいという問題がある。
本発明による磁気抵抗センサーを利用したアルツハイマー病の診断方法において、アルツハイマー病を誘発するタンパク質バイオマーカーと結合し得るように磁気ビーズ(magnetic bead)を前処理する工程が必要である。
磁気ビーズ前処理段階(S100)
アルツハイマー病を誘発するタンパク質バイオマーカーを感知するために、直径が約100nmの磁気ビーズを前処理した。上記前処理は、磁気ビーズの周りをストレプトアビジン(Streptavidin)でコーティングした後、上記ストレプトアビジンをビオチン(Biotin)と結合させ、上記ビオチンは、アミロイドβ(Amyloid-beta)タンパク質バイオマーカーと結合するために、リンカーとしてのポリエチレングリコール(Poly(ethylene glycol))と結合させた。上記前処理を通じて、磁気ビーズは、アミロイドβタンパク質と選択的に結合し、アルツハイマー病の場合には、アミロイドβタンパク質を含んでいるので、磁気ビーズと結合し、正常細胞の場合には、磁気ビーズと結合しない。
酸化物薄膜層で保護されているスピンバルブ構造の巨大磁気抵抗センサーの上部の一面にアミロイドβタンパク質が蓄積されることができる脳細胞を配置し、上記巨大磁気抵抗センサーは、自由層、スペーサ、固定層及びピンニング層を含む棒状を使用した。
上記巨大磁気抵抗センサーの上に上記前処理された磁気ビーズを配置し、外部磁場を印加した。上記前処理された磁気ビーズは、磁気抵抗センサーの表面に対して垂直方向に外部磁場を印加し、外部磁場によって磁化した磁気ビーズで微細な漂遊磁場が発生した。
アミロイドβタンパク質と結合された磁気ビーズは、外部磁場による磁化によって発生する漂遊磁場による磁場の変化を巨大磁気抵抗センサーで感知することができ、正常細胞が存在する時の磁気抵抗値とアルツハイマー病細胞が存在する時の磁気抵抗値とを比較し、アルツハイマー病を診断した。この時、アミロイドβタンパク質の数が増加するにつれて、結合された磁気ビーズの数も増加するので、磁気抵抗値は線形的に変化した。
100nm直径の磁気ビーズの周りをストレプトアビジンでコーティングした後(S200)、上記ストレプトアビジンは、ビオチンと結合させ(S210)、上記ビオチンをアミロイドβタンパク質と結合させるためにポリエチレングリコールと結合させ(S220)、アルツハイマー病診断用磁気ビーズ−ポリタンパク質複合体を製造した。
110 パッシベーション
120 巨大磁気抵抗センサー
130 基板
300 磁気ビーズ
310 ストレプトアビジン
320 ビオチン
330 ポリエチレングリコール
340 アミロイドβタンパク質
Claims (15)
- アルツハイマー病を誘発するタンパク質バイオマーカーと結合し得るように磁気ビーズを前処理する段階と、
磁気抵抗センサーの上に診断対象細胞を配置する段階と、
上記診断対象細胞の上部に上記前処理された磁気ビーズを配置し、外部磁場を印加して磁化させる段階と、
上記前処理された磁気ビーズと上記タンパク質バイオマーカーとの結合の有無による磁場の変化を上記磁気抵抗センサーで検出し、上記診断対象細胞のアルツハイマー病の有無を判断する段階と、を含む磁気抵抗センサーを利用したアルツハイマー病の診断方法。 - 上記磁場の変化は、タンパク質バイオマーカーが存在し、磁気ビーズが結合された場合、磁気ビーズで発生する漂遊磁場によって発生することを特徴とする請求項1に記載の磁気抵抗センサーを利用したアルツハイマー病の診断方法。
- 上記タンパク質バイオマーカーは、アミロイドβタンパク質であることを特徴とする請求項1に記載の磁気抵抗センサーを利用したアルツハイマー病の診断方法。
- 上記磁気ビーズは、直径が50nm〜5μmの範囲であることを特徴とする請求項1に記載の磁気抵抗センサーを利用したアルツハイマー病の診断方法。
- 上記前処理は、磁気ビーズをストレプトアビジンでコーティングし、ビオチンと結合させた後、ポリエチレングリコールを結合させることによって行われることを特徴とする請求項1に記載の磁気抵抗センサーを利用したアルツハイマー病の診断方法。
- 上記磁気抵抗センサーは、異方性磁気抵抗薄膜、巨大磁気抵抗薄膜及びトンネル型磁気抵抗薄膜のうちいずれか1つであることを特徴とする請求項1に記載の磁気抵抗センサーを利用したアルツハイマー病の診断方法。
- 上記磁気抵抗センサーは、自由層、スペーサ、固定層及びピンニング層を含むことを特徴とする請求項1に記載の磁気抵抗センサーを利用したアルツハイマー病の診断方法。
- 上記磁気抵抗センサーは、十字状または棒状の形状を有することを特徴とする請求項1に記載の磁気抵抗センサーを利用したアルツハイマー病の診断方法。
- 上記磁気抵抗センサーは、酸化物または窒化物薄膜層で保護されることを特徴とする請求項1に記載の磁気抵抗センサーを利用したアルツハイマー病の診断方法。
- 上記細胞は、アミロイドβタンパク質が蓄積されることができる脳細胞、嗅覚細胞、味覚細胞または視覚細胞であることを特徴とする請求項1に記載の磁気抵抗センサーを利用したアルツハイマー病の診断方法。
- 上記磁化は、磁気抵抗センサーの表面に対して外部磁場を垂直または水平方向に印加することによって行われることを特徴とする請求項1に記載の磁気抵抗センサーを利用したアルツハイマー病の診断方法。
- 磁気ビーズの周りは、ストレプトアビジンでコーティングされ、上記ストレプトアビジンは、ビオチンと結合され、上記ビオチンには、タンパク質バイオマーカーと結合されるためにリンカーが結合されたことを特徴とするアルツハイマー病診断用磁気ビーズ−ポリタンパク質複合体。
- 上記タンパク質バイオマーカーは、アミロイドβタンパク質であることを特徴とする請求項12に記載のアルツハイマー病診断用磁気ビーズ−ポリタンパク質複合体。
- 上記リンカーは、ポリエチレングリコールであることを特徴とする請求項12に記載のアルツハイマー病診断用磁気ビーズ−ポリタンパク質複合体。
- 磁気ビーズの周りをストレプトアビジンでコーティングする段階と、
上記ストレプトアビジンでコーティングされた磁気ビーズをビオチンと結合させる段階と、
上記ビオチンをリンカーと結合させる段階と、を含み、
上記リンカーは、タンパク質バイオマーカーと結合されることを特徴とするアルツハイマー病診断用磁気ビーズ−ポリタンパク質複合体の製造方法。
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