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光センシング技術を用いた高感度バイオセンサーの開発について

2003年3月19日

プロテインセンサー等、様々な検体分析のプラットフォームとして応用可能

光センシング技術を用いた高感度バイオセンサー

 当社は、独自の光センシング技術を用い、従来センサーの100〜500倍*1の高感度での測定を可能にしたバイオセンサー*2を開発しました。今回開発したのは、血液中のタンパクを調べるプロテインセンサー、ブドウ糖の濃度を調べるグルコースセンサーですが、これらのセンサーに使用するバイオセンサーチップは、センシング膜*3の種類を変えることで、様々な検体分析のプラットフォームとして応用することが可能です。
 今後、医療、環境、食品など幅広い分野で使用可能なバイオセンサーとしての適用の検討を進め、2004年の実用化を目指していきます。

開発の背景

 バイオセンサーは、医療、環境、食品などの分野で、微量のサンプルから短時間に目的の物質を検出することを目的に開発が進められているセンサーです。特に医療分野では、血液中の微量のタンパクや、DNAの配列を調べるセンサーとして様々な検査に利用されていくことが期待されています。
 現在、種々の疾患の検査を行う場合には、血液中のタンパクを測定する方法が有効とされており、医療機関・検査機関等では様々な分析手法を用いた検査が行われていますが、これらの検査には、一定の検査設備と検査時間が必要とされており、これを簡便な方法で行えるプロテインセンサーは実用化されておらず、各方面で研究が進められている段階です。
 当社の今回の開発は、当社の得意とする微細加工技術や、バイオテクノロジーの技術力を活かして進めてきたものです。今後、プロテインセンサー等の実用化を進めるなど、医療を含めた様々な用途向けのバイオセンサーとして、開発成果の活用領域の拡大に取組んでいきます。

開発したバイオセンサーの構成と特長

 当社が今回開発したバイオセンサーは、1検体ごとに使用するセンサーチップと、センサーチップからの信号を検出する測定部で構成します。センサーチップは、基板上に固定されたセンシング膜と、微細加工技術により形成した光透過部分からなります。検体に対するセンシング膜の状態を光で検出する方式を採用することで、従来のセンサーに比べて非常に高い感度で、種々のタンパクやグルコースを測定することを可能にしています。
 開発したバイオセンサーを用いることで、

(1) グルコースセンサーとしては、従来の100〜500倍の感度*1で測定が可能
(2) プロテインセンサーとしては、現在と同程度の測定レベルで、
(a) 測定時間は従来の10分の1以下に短縮*4
(b) 測定するサンプルの量は従来の20分の1以下に削減*4
(c) 抗体(試薬)の使用量は従来の10分の1以下に削減*4

など、検査を行う上で様々な効果が期待できます。

 また、センサーの小型化が容易なため、医療機関だけでなく、一般家庭などでの検査、分析ツールとしても対応が可能です。

 センサーチップについては、測定する対象物に応じてセンシング膜の種類を変えることができるため、これをプラットフォームとして様々な検体の分析に応用していくことも可能です。当社では、血液中のタンパクを調べるプロテインチップ、ブドウ糖濃度を調べるグルコースセンサーチップに続いて、対応可能なコンテンツを拡大し、食品における、そば、たまごなどのアレルギー因子(アレルゲン)の含有の検査や、環境ホルモンなどの大気、水質等の環境測定などの分野での活用を目指し、開発を進めていきます。

*1 現在利用されているグルコースセンサーは数10mg/dL(デシリットル)が測定保証値
*2 バイオテクノロジーとエレクトロニクスセンサー技術を融合し、酵素反応や有機化学反応を電気的信号に変換して、対象となる物質を測定・検出するセンサー
*3 検体を接触させることなどにより酵素反応等を生じさせる膜
*4 臨床検査等で広く使われている酵素免疫測定法との比較


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