JP4248154B2 - Method for measuring 17β-estradiol or bisphenol A using a measuring chip for surface plasmon resonance biosensor - Google Patents

Method for measuring 17β-estradiol or bisphenol A using a measuring chip for surface plasmon resonance biosensor Download PDF

Info

Publication number
JP4248154B2
JP4248154B2 JP2001023010A JP2001023010A JP4248154B2 JP 4248154 B2 JP4248154 B2 JP 4248154B2 JP 2001023010 A JP2001023010 A JP 2001023010A JP 2001023010 A JP2001023010 A JP 2001023010A JP 4248154 B2 JP4248154 B2 JP 4248154B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
estradiol
bisphenol
measuring
plasmon resonance
aminosilane
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001023010A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002228661A (en
Inventor
憲次郎 服部
秀夫 今多
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Science and Technology Agency
National Institute of Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
Japan Science and Technology Agency
National Institute of Japan Science and Technology Agency
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Science and Technology Agency, National Institute of Japan Science and Technology Agency filed Critical Japan Science and Technology Agency
Priority to JP2001023010A priority Critical patent/JP4248154B2/en
Publication of JP2002228661A publication Critical patent/JP2002228661A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4248154B2 publication Critical patent/JP4248154B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップを用いた17β−エストラジオール又はビスフェノールAの測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、臨床検査等において試料中の測定対象物質を検出し測定する方法として抗原−抗体反応などの免疫反応を利用した方法、例えばELISA法などが使用されている。しかしながら、ELISA法などの従来の方法は、煩雑な操作や標識物質を必要とする。従って、煩雑な操作や標識物質を必要とすることなく試料中の測定対象物質を検出し測定することができる方法として、金属/液体の界面で表面プラズモンが励起した場合に起こるいわゆる表面プラズモン共鳴を利用した方法が開発され、この方法に使用する表面プラズモン共鳴測定装置(以下、「表面プラズモン共鳴バイオセンサー」という)用の測定チップとして透明基板と、該透明基板上に配置された金属膜と、該金属膜上に配置された有機ケイ素膜と、該有機ケイ素膜上に配置された生理活性物質とを備えた測定チップが提案され、ヒト血清アルブミンや除草剤アトラジンの検出及び測定に使用されている(特開平10−267930号公報)。
また、プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップとして、透明基板と、該透明基板上に形成された金属膜と、該金属膜上に形成された蒸着重合膜と、該蒸着重合膜の表面に固定化された生理活性物質とからなる層が光学部分に設けられている測定チップが提案され、プローブDNAと相補的な塩基配列の検出に使用されている(特開平11−281569号公報)。
【0003】
また、従来、大腸菌や黄色ブドウ球菌などの微生物や、インフルエンザウイルスなどのウイルスの検出は、これらを適当な培地上で長時間培養して増殖させることによって行われている。さらにまた、近年、外界に広く存在して生物の生活活動と共に体内に取り込まれてその生殖、発生、行動などを含む生理的な内分泌の諸現象に影響を及ぼす外因性内分泌撹乱化学物質(以下、「環境ホルモン」という)、例えば17β−エストラジオール、ビスフェノールA、ノニルフェノール、DDT、ダイオキシン類、ビンフロゾリン、DDE、TCDD、PCBなどが 問題となっており、これらの物質の検出及び測定は高精度のガスクロマトグラフィー質量分析計(GC−MS)を使用して行われている。従って、微生物やウイルスや環境ホルモンを、煩雑な操作や標識物質を必要とせずに、短時間で簡便に検出し測定できる技術の開発が望まれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、環境ホルモンの一種である17β−エストラジオール又はビスフェノールA煩雑な操作や標識物質を必要とすることなく検出し測定できる表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップを用いた17β−エストラジオール又はビスフェノールAの測定方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的に鑑み、微生物やウイルスの細胞表面にあるマンノース糖鎖に着目して鋭意研究を重ねた結果、光学的に透明な基板上の金属薄膜の表面に形成したアミノシラン膜の表面にシクロデキストリンを固定化することによって調製した表面プラズモン共鳴測定用チップを使用すると意外にも環境ホルモンである17β−エストラジオール又はビスフェノールAを検出できることを見出し、これらの知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【0006】
すなわち、本発明の第一の要旨は、光学的に透明な基板と、該基板上に形成された金属薄膜と、該金属薄膜上に形成されたアミノシラン膜と、該アミノシラン膜上に固定化された生理活性物質としてシクロデキストリンを使用した表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップを用いて、17β−エストラジオール又はビスフェノールAを測定することを特徴とする。
【0007】
また、本発明の第二の要旨は、光学的に透明な基板と、該基板上に形成された金属薄膜と、該金属薄膜上に形成されたアミノシラン膜と、該アミノシラン膜上に固定化された生理活性物質としてシクロデキストリンを使用した表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップを用いて、17β−エストラジオール又はビスフェノールAを測定する方法であって、17β−エストラジオール又はビスフェノールAを測定する際に、測定対象溶液にβ−シクロデキストリンを加えて測定対象溶液を調製した後、17β−エストラジオール又はビスフェノールAを測定することを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップ(以下、単に「測定チップ」という)は、光学的に透明な基板と、該基板上に形成された金属薄膜と、該金属薄膜上に形成されたアミノシラン膜と、該アミノシラン膜上に固定化されたシクロデキストリン(α−、β−又はγ−シクロデキストリン等)とを有し、環境ホルモンの検出に用いる。
【0009】
本発明の測定チップを構成する光学的に透明な基板は、表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップに使用されているものであればどのようなものでよいが、一般的にはガラス、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートなどのレーザー光に対して透明な材料からなるものであり、その厚みは0.1〜20mm程度である。
【0010】
また、本発明の測定チップを構成する金属薄膜は表面プラズモン共鳴を生じるものであれば特に限定されないが、この金属薄膜に使用することができる金属としては、例えば金、銀、銅、アルミニウム、白金等が挙げられ、これらは単独で使用してもよいし又は組み合わせて使用してもよい。また、前記の透明基板に対する付着性を考慮して、該透明基板と前記の金属薄膜との間にクロム等からなる介在層を設けてもよい。金属薄膜の厚みは100〜2000Åであるのが好ましく、200〜600Åであるのがさらに好ましい。金属薄膜の厚みが3000Åを超えると媒質の表面プラズモン現象を十分に検出することができないので好ましくない。また、クロム等からなる介在層を設ける場合には、その介在層の厚さは30〜50Åであることが好ましい。
【0011】
前記の金属薄膜は、前記の光学的に透明な基板上に常法に従って形成することができ、例えばスパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法、電気メッキ法、無電解メッキ法等によって形成することができる。
【0012】
また、本発明の測定チップを構成するアミノシラン膜は、Si−O及びSi−C結合並びにNH基を分子内に含む高分子からなる膜であり、例えばシランカップリング剤を用いて形成することができる。
シランカップリング剤は、分子中に有機材料と親和性のある有機官能基、例えばアミノ基と、無機材料と親和性のある加水分解性基、例えばメトキシ基又はエトキシ基とを有する有機ケイ素化合物であり、その加水分解性基は前記の金属薄膜中の金属原子と結合し、またその有機官能基はシクロデキストリンと結合する。これにより前記の金属薄膜、アミノシラン膜並びにシクロデキストリンの三者が強固に固定化される。
本発明に使用できるシランカップリング剤としては、例えば3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルジエトキシメチルシラン、3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノプロピル)ジメトキシメチルシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ジメトキシ−3−メルカプトプロピルメチルシランなどが挙げられ、これらは単独で使用してもよいし又は組み合わせて使用してもよい。
【0013】
前記のアミノシラン膜は、前記のようにして光学的に透明な基板上に形成された金属薄膜を、例えばシランカップリング剤の飽和蒸気中に一定時間暴露する方法(飽和蒸気法)、シランカップリング剤を含む溶液中に一定時間浸漬する方法(浸漬法)、スピンコータを用いる方法(スピンコーティング法)、グラビア印刷機を用いる方法(グラビア法)などにより成膜して形成することができる。
【0014】
このようにして光学的に透明な基板上に形成された金属薄膜上に形成されたアミノシラン膜を有する表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップ又はキュベットは、Biacore社やAffinity Sensors社から市販されているので、これらを使用してもよい。
【0015】
前記のようにして形成されたアミノシラン膜表面に対するシクロデキストリンの固定化は、常法に従って行うことができ、例えば該アミノシラン膜に所定量のシクロデキストリンを所定時間接触させることによって行うことができる。この固定化は、例えば前記のようにして金属薄膜及びアミノシラン膜を形成してある透明基板を、フローセル型又はバッチ型の表面プラズモン共鳴バイオセンサーのカートリッジブロック上に設置して、これにシクロデキストリンを所定時間接触させることによって行うこともできる。
【0016】
前記のようにしてアミノシラン膜上に固定化されたシクロデキストリンの層の厚みは、使用する物質の大きさにもよるが100〜3000Åであるのが好ましく、特に100〜1000Åであるのが好ましい。
【0017】
このようにして作製される本発明の測定チップは、表面プラズモン共鳴バイオセンサーにおいて、環境ホルモンをリアルタイムで高感度で検出し測定するのに使用できる。例えば、生理活性物質としてシクロデキストリンを固定化した測定チップを使用した場合には17β-エストラジオール、ビスフェノールAをリアルタイムで検出することができる。また、17β−エストラジオール、ビスフェノールAは疎水性であるので、これらを検出し測定する場合には、測定対象溶液にβ-シクロデキストリンを加えて測定することによりさらに高感度で検出し測定することができる。
【0018】
【実施例】
本発明を以下の実施例によりさらに詳しく説明する。
【0019】
実施例:
1)シクロデキストリンを固定化した測定チップの作製
1.1 金属薄膜の調製光学的に透明な基板として幅18mm、長さ18mm及び厚さ0.15mmのガラス板を使用した。この透明基板上にスパッタリングによりクロムからなる薄膜を形成し、次いでその表面に金からなる薄膜を形成した。スパッタリングの条件はクロムについては100Wで30秒間、金については100Wで150秒間で行った。得られたクロムの薄膜の厚さは30Åであり、金の薄膜の厚さは470Åであった。
【0020】
1.2 アミノシラン膜の調製
上記のようして調製した金属薄膜を有するガラス板を、シランカップリング剤の飽和蒸気中に暴露させて、金属薄膜上にアミノシラン膜を形成させた。すなわち、容量10mlのサンプルびんに500μlのγ−アミノプロピルエトキシシラン〔(HN−(CH)3Si(OEt) 、東芝シリコーン株式会社製のTSL 8331)を入れ、室温で24時間放置し、サンプルびん内部をγ−アミノプロピルエトキシシランの飽和蒸気で満たした。
次に、上記の1.1に記載のようにして調製した金属薄膜を有するガラス板をその金属薄膜部分が露出するようにPET製のマスク(支持具)の中央部に固定し、このマスクをサンプルびんの開口部に載せて15分又は90分間放置してガラス板の金属薄膜上にアミノシラン膜を形成させた。
【0021】
1.3 アミノシラン膜へのシクロデキストリンの固定化
透明基板の金属薄膜上にアミノシラン膜を有する表面プラズモン共鳴センサー用測定キュベットであって、表面プラズモン共鳴センサー用にAffinity Sensors社から市販されている200μl容量アミノシランキュベットを使用して行った。前記の200μl容量のアミノシランキュベットを、Affinity Sensors社製の表面プラズモン共鳴センサー IAsysのカートリッジブロック上に設置した。
次いで、このアミノシランキュベットに蒸留水を注入して洗浄し、Iasys に接続したパソコンディスプレー上に表示されるセンサーグラムのベースラインの安定化を待った。ベースラインが安定化した後に、シクロデキストリン溶液を、前記キュベットに注入してアミノシラン膜と十分に接触させ、次いでキュベットに蒸留水を注入して洗浄した。
上記のシクロデキストリン溶液の注入及び蒸留水の洗浄を再度繰り返した。
次いで、前記キュベットに1M無水酢酸/酢酸混合溶液100μlを注入して、キュベット表面上の未反応のアミノシラン膜のアミノ基をブロッキングし、その後に蒸留水を通して洗浄した。
このようにして、前記のアミノシランキュベットのアミノシラン膜にシクロデキストリンを固定化した表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップを作製した。
【0022】
2)17β−エストラジオール及びビスフェノールAの検出
この測定チップを使用して17β−エストラジオール及びビスフェノールAについて会合定数、会合速度定数及び解離速度定数を求めた。
すなわち、上記測定チップを使用し、17β−エストラジオール4.81×10−5モルとβ−シクロデキストリン4.02×10−4モル、又はビスフェノールA 4.81×10−5モルを使用して、17β−エストラジオール及びビスフェノールAについて会合定数、会合速度定数及び解離速度定数を求めた。
まず、測定チップをAffinitySensors社製の表面プラズモン共鳴センサー IAsysのカートリッジブロック上の測定セルに設置した。測定セル内に酢酸緩衝溶液(pH5.3)を入れて洗浄し、IAsysに接続したパソコンディスプレー上に表示されるセンサーグラムのベースラインを安定化させた。
測定セル内の酢酸緩衝溶液を廃液した後に、測定セルに17β−エストラジオール4.81×10−5モルとβ−シクロデキストリン4.02×10−4モル、又はビスフェノールA 4.81×10−5モルを酢酸緩衝溶液で希釈した溶液を注入して、センサーグラムを測定した。
希釈濃度は、原液に対して0.01、0.025、0.04、0.05、0.07、0.08及び0.1の7段階とした。
表面プラズモン共鳴センサー IAsysに接続したパソコンディスプレー上に、17β−エストラジオール、又はビスフェノールAへの会合量の変化がリアルタイムでセンサーグラム(曲線)によって表される。これを会合曲線とする。
この会合曲線が平衡状態になったら、測定セル内の試料溶液を排出して、酢酸緩衝溶液を注入した。パソコンディスプレー上のセンサーグラムの曲線が下降した。これは17β−エストラジオールとβ−シクロデキストリン4.02×10−4モル又はビスフェノールAがシクロデキストリンから解離して行く様子を表している。これを解離曲線とする。
解離曲線が平衡状態になった際に、測定セル内の酢酸緩衝溶液を廃液し、20mM塩酸水溶液を注入した。これにより、シクロデキストリンと17β−エストラジオール又はビスフェノールAとの化学的結合を解き、試料注入前の測定チップの状態に再生することができる。
その結果、17β−エストラジオール又はビスフェノールAを含有する原液の濃度を1としたとき、17β−エストラジオールについては、会合定数は 3.83×104±0.026 M−1、会合速度定数は 21407.50±2164.23 M−1−1、解離速度定数は0.56±0.060s−1であった。また、ビスフェノールAについては、会合定数は 2.59×10±0.76 M−1、会合速度定数は82.14±26.54 M−1−1、解離速度定数は 0.31±0.0097s−1であった。
これらのパラメータとの照合により17β−エストラジオール又はビスフェノールAの同定が出来る。
【0023】
【発明の効果】
本発明の測定チップは調製が容易であり、しかも良好な感度でリアルタイムで17β−エストラジオール又はビスフェノールAを検出し測定できると同時に生態系のその他のホルモンまたは酵素に対する影響を調べることが可能である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is directed to a method of measurement of 17β- estradiol or bisphenol A with measurement chip front surface plasmon resonance biosensor.
[0002]
[Prior art]
Currently, a method using an immune reaction such as an antigen-antibody reaction, such as an ELISA method, is used as a method for detecting and measuring a measurement target substance in a sample in a clinical test or the like. However, conventional methods such as the ELISA method require complicated operations and labeling substances. Therefore, as a method for detecting and measuring a substance to be measured in a sample without requiring a complicated operation or a labeling substance, so-called surface plasmon resonance that occurs when surface plasmon is excited at a metal / liquid interface is used. As a measurement chip for a surface plasmon resonance measuring apparatus (hereinafter referred to as “surface plasmon resonance biosensor”) used in this method, a transparent substrate, a metal film disposed on the transparent substrate, A measuring chip comprising an organosilicon film disposed on the metal film and a physiologically active substance disposed on the organosilicon film has been proposed and used for detection and measurement of human serum albumin and herbicide atrazine. (Japanese Patent Laid-Open No. 10-267930).
Further, as a measurement chip for a plasmon resonance biosensor, a transparent substrate, a metal film formed on the transparent substrate, a vapor deposition polymer film formed on the metal film, and a surface of the vapor deposition polymer film are immobilized. A measuring chip in which a layer made of a physiologically active substance is provided in the optical part has been proposed and used for detection of a base sequence complementary to probe DNA (Japanese Patent Laid-Open No. 11-28169).
[0003]
Conventionally, microorganisms such as Escherichia coli and Staphylococcus aureus, and viruses such as influenza virus have been detected by culturing them on a suitable medium for a long time and growing them. Furthermore, in recent years, exogenous endocrine disrupting chemicals (hereinafter referred to as “exogenous endocrine disrupting chemicals”) that are widely present in the outside world and are taken into the body along with living activities of living organisms and affect physiological endocrine phenomena including reproduction, development, and behavior. "Environmental hormones"), such as 17β-estradiol, bisphenol A, nonylphenol, DDT, dioxins, binfurozoline, DDE, TCDD, PCB, etc. are problematic. This is done using a graphy mass spectrometer (GC-MS). Therefore, it is desired to develop a technique capable of easily detecting and measuring microorganisms, viruses, and environmental hormones in a short time without requiring complicated operations and labeling substances.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention detects 17β- estradiol or bisphenol with measurable surface plasmon resonance biosensor measuring chip without the 17β- estradiol or bisphenol A, which is a kind of environmental hormones, require complicated operations or labeling substances An object is to provide a measuring method of A.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above-mentioned object, the present inventors have made extensive studies by paying attention to mannose sugar chains on the cell surfaces of microorganisms and viruses. As a result, aminosilane formed on the surface of a metal thin film on an optically transparent substrate. When using a surface plasmon resonance measuring chip prepared by immobilizing cyclodextrin on the membrane surface, it was surprisingly found that 17β-estradiol or bisphenol A, which are environmental hormones , can be detected, and based on these findings, the present invention It came to complete.
[0006]
That is, the first gist of the present invention is an optically transparent substrate, a metal thin film formed on the substrate, an aminosilane film formed on the metal thin film, and immobilized on the aminosilane film. by using the physiologically active substance to the front surface plasmon resonance biosensor measurement chip using cyclo dextrin, and measuring the 17β- estradiol or bisphenol a.
[0007]
The second aspect of the present invention is an optically transparent substrate, a metal thin film formed on the substrate, an aminosilane film formed on the metal thin film, and immobilized on the aminosilane film. A method for measuring 17β-estradiol or bisphenol A using a measurement chip for a surface plasmon resonance biosensor using cyclodextrin as a physiologically active substance , and the measurement target when measuring 17β-estradiol or bisphenol A It is characterized by measuring 17β-estradiol or bisphenol A after preparing a solution to be measured by adding β-cyclodextrin to the solution .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The measurement chip for surface plasmon resonance biosensor of the present invention (hereinafter simply referred to as “measurement chip”) is formed on an optically transparent substrate, a metal thin film formed on the substrate, and the metal thin film. It has an aminosilane film and a cyclodextrin (α-, β-, or γ-cyclodextrin, etc.) immobilized on the aminosilane film, and is used for detection of environmental hormones.
[0009]
The optically transparent substrate constituting the measurement chip of the present invention may be any substrate as long as it is used in a measurement chip for a surface plasmon resonance biosensor, but generally glass, polyethylene terephthalate, It is made of a material that is transparent to laser light such as polycarbonate, and its thickness is about 0.1 to 20 mm.
[0010]
The metal thin film constituting the measurement chip of the present invention is not particularly limited as long as it produces surface plasmon resonance. Examples of metals that can be used for the metal thin film include gold, silver, copper, aluminum, and platinum. Etc., and these may be used alone or in combination. In consideration of adhesion to the transparent substrate, an intervening layer made of chromium or the like may be provided between the transparent substrate and the metal thin film. The thickness of the metal thin film is preferably 100 to 2000 mm, and more preferably 200 to 600 mm. If the thickness of the metal thin film exceeds 3000 mm, the surface plasmon phenomenon of the medium cannot be sufficiently detected, which is not preferable. Moreover, when providing the intervening layer which consists of chromium etc., it is preferable that the thickness of the intervening layer is 30-50 mm.
[0011]
The metal thin film can be formed on the optically transparent substrate according to a conventional method. For example, the metal thin film is formed by sputtering, vapor deposition, ion plating, electroplating, electroless plating, or the like. Can do.
[0012]
The aminosilane film constituting the measurement chip of the present invention is a film made of a polymer containing Si—O and Si—C bonds and NH 2 groups in the molecule, and is formed using, for example, a silane coupling agent. Can do.
A silane coupling agent is an organosilicon compound having in its molecule an organic functional group having an affinity for an organic material, such as an amino group, and a hydrolyzable group having an affinity for an inorganic material, such as a methoxy group or an ethoxy group. The hydrolyzable group is bonded to a metal atom in the metal thin film, and the organic functional group is bonded to a cyclodextrin. As a result, the metal thin film, aminosilane film, and cyclodextrin are firmly fixed.
Examples of the silane coupling agent that can be used in the present invention include 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyldiethoxymethylsilane, and 3- (2-aminoethylaminopropyl) trimethoxy. Examples include silane, 3- (2-aminoethylaminopropyl) dimethoxymethylsilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, dimethoxy-3-mercaptopropylmethylsilane, and the like. These may be used alone or in combination. May be used.
[0013]
The aminosilane film is formed by exposing the metal thin film formed on the optically transparent substrate as described above to, for example, saturated vapor of a silane coupling agent (saturated vapor method) or silane coupling. The film can be formed by a method of immersing in a solution containing an agent (immersion method), a method using a spin coater (spin coating method), a method using a gravure printer (gravure method), or the like.
[0014]
A measurement chip or cuvette for a surface plasmon resonance biosensor having an aminosilane film formed on a metal thin film formed on an optically transparent substrate in this way is commercially available from Biacore and Affinity Sensors. These may be used.
[0015]
Immobilization of cyclodextrin on the surface of the aminosilane film formed as described above can be performed according to a conventional method, for example, by bringing a predetermined amount of cyclodextrin into contact with the aminosilane film for a predetermined time. For this immobilization, for example, a transparent substrate on which a metal thin film and an aminosilane film are formed as described above is placed on a cartridge block of a flow cell type or batch type surface plasmon resonance biosensor, and cyclodextrin is added thereto. It can also be performed by contacting for a predetermined time.
[0016]
The thickness of the cyclodextrin layer immobilized on the aminosilane film as described above is preferably from 100 to 3000 mm, particularly preferably from 100 to 1000 mm, depending on the size of the substance used.
[0017]
The measurement chip of the present invention thus produced can be used for detecting and measuring environmental hormones with high sensitivity in real time in a surface plasmon resonance biosensor. For example, when a measurement chip with cyclodextrin immobilized as a physiologically active substance is used, 17β-estradiol and bisphenol A can be detected in real time. In addition, since 17β-estradiol and bisphenol A are hydrophobic, when they are detected and measured, β-cyclodextrin is added to the solution to be measured, and measurement can be performed with higher sensitivity. it can.
[0018]
【Example】
The invention is further illustrated by the following examples.
[0019]
Example:
1) Preparation of measurement chip on which cyclodextrin was immobilized 1.1 Preparation of metal thin film A glass plate having a width of 18 mm, a length of 18 mm and a thickness of 0.15 mm was used as an optically transparent substrate. A thin film made of chromium was formed on the transparent substrate by sputtering, and then a thin film made of gold was formed on the surface thereof. The sputtering conditions were 100 W for 30 seconds for chromium and 100 W for 150 seconds for gold. The resulting chromium thin film had a thickness of 30 mm, and the gold thin film had a thickness of 470 mm.
[0020]
1.2 Preparation of Aminosilane Film A glass plate having a metal thin film prepared as described above was exposed to saturated vapor of a silane coupling agent to form an aminosilane film on the metal thin film. That is, 500 μl of γ-aminopropylethoxysilane [(H 2 N— (CH 2 ) 3 Si (OEt) 3 , TSL 8331 manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.)] is placed in a 10 ml sample bottle and left at room temperature for 24 hours. The sample bottle was filled with a saturated vapor of γ-aminopropylethoxysilane.
Next, the glass plate having the metal thin film prepared as described in 1.1 above is fixed to the center of a PET mask (support) so that the metal thin film portion is exposed, and this mask is attached to the glass plate. The aminosilane film was formed on the metal thin film of the glass plate by placing it on the opening of the sample bottle and leaving it for 15 minutes or 90 minutes.
[0021]
1.3 Immobilization of cyclodextrin on aminosilane film A measurement cuvette for a surface plasmon resonance sensor having an aminosilane film on a metal thin film on a transparent substrate, which has a volume of 200 μl commercially available from Affinity Sensors for surface plasmon resonance sensor An aminosilane cuvette was used. The 200 μl volume of aminosilane cuvette was placed on the cartridge block of the surface plasmon resonance sensor IAsys manufactured by Affinity Sensors.
The aminosilane cuvette was then rinsed with distilled water and waited for stabilization of the baseline of the sensorgram displayed on the personal computer display connected to Iasis. After the baseline was stabilized, the cyclodextrin solution was poured into the cuvette to bring it into full contact with the aminosilane membrane and then washed with distilled water injected into the cuvette.
The above cyclodextrin solution injection and distilled water washing were repeated again.
Next, 100 μl of a 1M acetic anhydride / acetic acid mixed solution was injected into the cuvette to block the amino groups of the unreacted aminosilane film on the cuvette surface, and then washed with distilled water.
Thus, a measurement chip for a surface plasmon resonance biosensor in which cyclodextrin was immobilized on the aminosilane film of the aminosilane cuvette was prepared.
[0022]
2) Detection of 17β-estradiol and bisphenol A Using this measurement chip, the association constant, association rate constant and dissociation rate constant were determined for 17β-estradiol and bisphenol A.
That is, using the above measurement chip, using 17β-estradiol 4.81 × 10 −5 mol and β-cyclodextrin 4.02 × 10 −4 mol, or bisphenol A 4.81 × 10 −5 mol, The association constant, association rate constant and dissociation rate constant were determined for 17β-estradiol and bisphenol A.
First, a measurement chip was placed in a measurement cell on a cartridge block of a surface plasmon resonance sensor IAsys manufactured by Affinity Sensors. An acetate buffer solution (pH 5.3) was placed in the measurement cell and washed to stabilize the baseline of the sensorgram displayed on the personal computer display connected to the IAsys.
After the acetic acid buffer solution in the measurement cell was discarded, 17β-estradiol 4.81 × 10 −5 mol and β-cyclodextrin 4.02 × 10 −4 mol, or bisphenol A 4.81 × 10 −5 was added to the measurement cell. Sensorgrams were measured by injecting a solution of moles diluted with acetate buffer solution.
Dilution concentrations were set to seven levels of 0.01, 0.025, 0.04, 0.05, 0.07, 0.08 and 0.1 with respect to the stock solution.
Surface Plasmon Resonance Sensor A change in the amount of association with 17β-estradiol or bisphenol A is represented by a sensorgram (curve) in real time on a personal computer display connected to IAsys. This is the association curve.
When this association curve reached an equilibrium state, the sample solution in the measurement cell was discharged, and an acetate buffer solution was injected. The sensorgram curve on the computer display went down. This represents a state in which 17β-estradiol and β-cyclodextrin 4.02 × 10 −4 mol or bisphenol A is dissociated from the cyclodextrin. This is the dissociation curve.
When the dissociation curve reached an equilibrium state, the acetate buffer solution in the measurement cell was discarded, and a 20 mM hydrochloric acid aqueous solution was injected. Thereby, the chemical bond between cyclodextrin and 17β-estradiol or bisphenol A can be released and regenerated to the state of the measurement chip before sample injection.
As a result, when the concentration of the stock solution containing 17β-estradiol or bisphenol A is 1 , the association constant is 17.83 × 104 ± 0.026 M −1 for 17β-estradiol and the association rate constant is 21407.50. ± 216.23 M −1 s −1 and the dissociation rate constant were 0.56 ± 0.060 s −1 . As for bisphenol A, the association constant is 2.59 × 10 2 ± 0.76 M −1 , the association rate constant is 82.14 ± 26.54 M −1 s −1 , and the dissociation rate constant is 0.31 ±. 0.0097 s −1 .
By comparison with these parameters, 17β-estradiol or bisphenol A can be identified.
[0023]
【The invention's effect】
The measurement chip of the present invention is easy to prepare, and can detect and measure 17β-estradiol or bisphenol A in real time with good sensitivity, and at the same time, can examine the influence on other hormones or enzymes in the ecosystem.

Claims (2)

光学的に透明な基板と、該基板上に形成された金属薄膜と、該金属薄膜上に形成されたアミノシラン膜と、該アミノシラン膜上に固定化された生理活性物質としてシクロデキストリンを使用した表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップを用いて、17β−エストラジオール又はビスフェノールAを測定することを特徴とする17β−エストラジオール又はビスフェノールAの測定方法。An optically transparent substrate, a thin metal film formed on the substrate, and an aminosilane film formed on the metal thin film, a cyclo dextrin as an immobilized physiologically active substance on the aminosilane film front surface plasmon resonance using a biosensor measuring chip, 17.beta.-estradiol or 17.beta.-estradiol or measuring method of bisphenol a, which comprises measuring the bisphenol a used. 光学的に透明な基板と、該基板上に形成された金属薄膜と、該金属薄膜上に形成されたアミノシラン膜と、該アミノシラン膜上に固定化された生理活性物質としてシクロデキストリンを使用した表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップを用いて、17β−エストラジオール又はビスフェノールAを測定する方法であって、
17β−エストラジオール又はビスフェノールAを測定する際に、測定対象溶液にβ−シクロデキストリンを加えて測定対象溶液を調製した後、17β−エストラジオール又はビスフェノールAを測定することを特徴とする17β−エストラジオール又はビスフェノールAの測定方法。
An optically transparent substrate, a metal thin film formed on the substrate, an aminosilane film formed on the metal thin film, and a surface using cyclodextrin as a physiologically active substance immobilized on the aminosilane film A method for measuring 17β-estradiol or bisphenol A using a measurement chip for a plasmon resonance biosensor,
When measuring 17.beta.-estradiol or bisphenol A, measured after the preparation of the test liquid added β- cyclodextrin solution, 17.beta.-estradiol or and measuring the bisphenol A 17.beta.-estradiol or bisphenol A measuring method of A.
JP2001023010A 2001-01-31 2001-01-31 Method for measuring 17β-estradiol or bisphenol A using a measuring chip for surface plasmon resonance biosensor Expired - Fee Related JP4248154B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001023010A JP4248154B2 (en) 2001-01-31 2001-01-31 Method for measuring 17β-estradiol or bisphenol A using a measuring chip for surface plasmon resonance biosensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001023010A JP4248154B2 (en) 2001-01-31 2001-01-31 Method for measuring 17β-estradiol or bisphenol A using a measuring chip for surface plasmon resonance biosensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002228661A JP2002228661A (en) 2002-08-14
JP4248154B2 true JP4248154B2 (en) 2009-04-02

Family

ID=18888342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001023010A Expired - Fee Related JP4248154B2 (en) 2001-01-31 2001-01-31 Method for measuring 17β-estradiol or bisphenol A using a measuring chip for surface plasmon resonance biosensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4248154B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4569420B2 (en) * 2005-08-29 2010-10-27 パナソニック株式会社 Sample reaction device and target molecule detection device
US20090181362A1 (en) * 2005-09-02 2009-07-16 Yasuo Suzuki Method for determination of recognition specificity of virus for receptor sugar chain
CA2591496C (en) 2006-12-18 2014-09-02 Japan Science And Technology Agency Method of measuring interaction between biomaterial and sugar chain, method of evaluating biomaterial in sugar chain selectivity, method of screening biomaterial, method of patterning biomaterials, and kits for performing these methods
JP5300495B2 (en) * 2009-01-06 2013-09-25 株式会社東芝 Metal thin film composite having selective light transmission characteristics and method for producing the same
CN101887016B (en) * 2010-06-07 2012-04-25 北京理工大学 Method for detecting testosterone by using surface plasmon resonance (SPR) sensor
KR102216258B1 (en) * 2014-09-02 2021-02-18 광주과학기술원 Sensor of detecting norovirus and sensing method using the sensor
KR102582700B1 (en) * 2020-11-05 2023-09-22 사회복지법인 삼성생명공익재단 Plasmonic cuvette, manufacturing method for the same and analysis device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002228661A (en) 2002-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Scouten et al. Enzyme or protein immobilization techniques for applications in biosensor design
Asanov et al. Regenerable biosensor platform: a total internal reflection fluorescence cell with electrochemical control
Subramanian et al. Comparison of techniques for enzyme immobilization on silicon supports
US6726881B2 (en) Measurement chip for surface plasmon resonance biosensor
US20060211137A1 (en) Biosensor
Zhen et al. Immobilization of the enzyme β-Lactamase on biotin-derivatized poly (L-lysine)-g-poly (ethylene glycol)-Coated sensor chips: A study on oriented attachment and surface activity by enzyme kinetics and in situ optical sensing
JP4248154B2 (en) Method for measuring 17β-estradiol or bisphenol A using a measuring chip for surface plasmon resonance biosensor
US20030059821A1 (en) Biosenor surface
EP2071321A2 (en) Surface plasmon resonance biosensor
JPH10160737A (en) Measuring chip for optical analyzer and its manufacture
US20070048796A1 (en) Biosensor
US7964414B2 (en) Biosensor with suppressed non-specific adsorption
US7674633B2 (en) Biosensor
JPH10282039A (en) Measurement chip for surface plasmon resonance biosensor and its manufacturing method
US20090068746A1 (en) Method for measuring interaction between physiologically active substance and test substance
JPH10267930A (en) Measurement chip for surface plasmon resonance biosensor and manufacture thereof
Dobmeier et al. Nitric oxide-releasing xerogel-based fiber-optic pH sensors
JPWO2011111764A1 (en) Storage sensor substrate, dry sensor substrate, and manufacturing method thereof
EP1953554B1 (en) A method for production of a surface plasmon resonance device.
WO1988007192A1 (en) Immobilization of biofunctional material, element prepared therefrom and measurement using the same
US7754493B2 (en) Method for measuring surface plasmon resonance
JPH10267834A (en) Measurement chip for surface plasmon resonance biosensor and its manufacture
EP2042609B1 (en) Biosensor
JPH10274631A (en) Measuring chip for surface plasmon resonance biosensor and production thereof
US20070040244A1 (en) Substrate for sensors

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20031031

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20040210

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20050722

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20050722

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051228

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071012

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071030

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071231

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080708

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080828

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: 20081216

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090113

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120123

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130123

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140123

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees