磁気マーカーと高温超伝導SQUIDを用いた高感度液相免疫検査 (超伝導エレクトロニクス)  [in Japanese] A highly Sensitive Liquid-Phase Detection of Biological Targets with Magnetic Markers and High Tc SQUID  [in Japanese]

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Author(s)

    • 内田 忍 UCHIDA Shinobu
    • 九州大学システム情報科学研究院 Graduate School of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University
    • 上岡 祐太 UEOKA Yuta
    • 九州大学システム情報科学研究院 Graduate School of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University
    • 浦 正和 [他] URA Masakazu
    • 九州大学システム情報科学研究院 Graduate School of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University
    • 吉田 敬 YOSHIDA Takashi
    • 九州大学システム情報科学研究院:超伝導システム科学研究センター Graduate School of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University:Research Institute of Superconductor Science and Systems, Kyushu University
    • 円福 敬二 ENPUKU Keiji
    • 九州大学システム情報科学研究院:超伝導システム科学研究センター Graduate School of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University:Research Institute of Superconductor Science and Systems, Kyushu University

Abstract

磁気マーカーと低雑音HTS SQUIDを用いた高感度な液相免疫検査を示したHTS SQUIDは、RE123ベースの多層構造を用いたランプエッジ型ジョセフソン接合から成っている。その磁束雑音は白色雑音で7.5μΦ_0/Hz^<1/2>であり、ACバイアス法で駆動した場合の1/f雑音は1Hzにおいて14μΦ_0/Hz^<1/2>である。このSQUIDと免疫検査に適した磁気マーカーを用いて、ビオチンの検出実験を行った。ビオチンは直径3.3μmのポリマービーズに固定されており、磁気マーカーにはストレプトアビジンがコーティングされている。ビオチン・アビジンのの結合反応によりポリマービーズに結合した結合マーカーは未結合マーカーと比較してブラウン緩和時間が長くなるので、その緩和時間の差を利用して、結合マーカーと未結合マーカーを磁気的に識別することが可能となる。すなわち、両者を分離するための洗い工程が不要である。実際に免疫検査を行った結果、最小検出ビオチン個数は2×10^4個で、検出感度をビオチン個数のモル濃度で表すと9.5×10^<-19>mol/mlであった。また、免疫検査結果を定量的に評価するために、結合マーカーと未結合マーカーからの信号を得るために必要な励起磁界の影響についても調べた。

We demonstrated a highly sensitive liquid-phase detection of biological targets using magnetic markers and HTS SQUID. The SQUID was made of a ramp-edge Josephson junction using RE123-based multilayer process, and it showed a flux noise of 7.5 μΦ_0/Hz^<1/2> in the white noise region. The 1/f noise was 14 μΦ_0/Hz^<1/2> at f=1 Hz when the SQUID was operated with AC bias mode. Using the SQUD system, we detected a biological target called biotin. In the experiment, biotins were fixed to a large polymer bead with a diameter 3.3 μm. Streptavidin-coated magnetic markers were used for the detection. The bound and unbound (free) markers were magnetically distinguished using the difference in their Brownian relaxation time, i.e., without using the washing process to separate them. The minimum detectable number of biotins was as low as 2 × 10^4 corresponding to a sensitivity of 9.5 × 10^<-19> mol/ml. This result indicates a high sensitivity of the developed method. We also show the effect of the excitation field on the signals from the free and bound markers for quantitative evaluation of immunoassay.

Journal

  • Technical report of IEICE. SCE

    Technical report of IEICE. SCE 113(401), 43-48, 2014-01-23

    The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    110009822119
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AN10012885
  • Text Lang
    JPN
  • ISSN
    0913-5685
  • NDL Article ID
    025278790
  • NDL Call No.
    Z16-940
  • Data Source
    NDL  NII-ELS 
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