研究開発された技術紹介

バイオテクノロジーや医療現場の検査工程で多用される抗原抗体反応は検出に長時間・高経費を要するため為、汎用化のネックになっている。この問題の解決には全過程の大幅な時間短縮と試料試薬の超微量化が要求される。本研究では電界非接触攪拌技術で反応を迅速化するとともに、取扱量の微量化を行う撹拌検出装置を開発する

短時間での診断実現のため、電界非接触撹拌による検査方法を確立させる
・低環境負荷型検体基板：一つのウェル当たりの液量50μリットル→2μリットルに
・電界撹拌検出装置用電界制御部→最大4kVまでの安定した電圧を制御
・低周波高電圧の制御→印加基本波形を、周波数5～50Hzの範囲で動的に切り替え可能とする
(新技術)
電界非接触攪拌法による抗原抗体反応検査
・抗原抗体反応は5分以下であり、解析速度を1/20に削減
・試薬量を大幅にカット(2μリットル)し、ランニングコストを1/25まで削減
・同時に多検体の測定が可能(20種/枚)
・医療廃棄物の低減

・低環境負荷型検体基板を開発
‐反応時間の短縮化、多項目同時検査、検査のコスト削減のため、試薬等を微量化させるとともに、滴下時に試薬がドーム形状となるよう基板を設計
‐理想的な電界撹拌を行うため、抗原定着面の凹面形状とし、最適な定着面深さについて、複数条件を設定の上で探索
‐ヒトIgM検出実験を行い、1～1000ng/mLの範囲で96孔ウェルと同程度の濃度勾配が得られることから、医学的にも実用性があることを確認
・電界撹拌装置の開発
‐一度に10枚のスライドガラス基板をアレイ状に配置可能とし、Z軸方向の電極間距離を微調整可能な実験用電界撹拌装置を開発
‐抗原抗体反応の彩度のばらつきを従来方法の40%から、24.8%に低減させることに成功
‐性能の裏付けがとれたことから、医療用、バイオ用の各用途向けの撹拌装置を試作
・電界撹拌装置の電界制御部開発
‐迅速かつ良好な反応処理のため、制御回路を新たに開発し、出力電圧のばらつきを4±0.2kV以内に抑制することに成功
‐小型電界制御装置を開発し、周波数レンジを0.5Hz～170Hzと、広く動的に切り替え可能とした

・特許：免疫組織染色方法および免疫組織染色装置(特許出願2010-151695)
・特許：Immunohistochemical staining method and immunohistochemical staining apparatus.(13/151730)
・受賞：平成24年度 日本組織細胞化学会 優秀論文賞
・新聞：秋田魁新報(H24.7.26)

医療現場における免疫染色を迅速化し術中病理診断を支援する。

医療向け電界撹拌装置として販売中

・低コスト化→試薬量は2μリットルであり、ランニングコストは従来の1/250に低減
・小型化→従来型装置に対し、体積比で1/20の小型化に成功
・その他→抗原抗体反応を5分以下とし、解析速度を従来の1/20に短縮

更なる工程の自動化等を研究し、病理分野におけるデファクトスタンダードを目指す
・実用化に向けて、さらに改善が必要な高電圧電源部の研究を引き続き実施中である
・今後の研究開発については、装置の更なる効率化・小型化の他、染色前処理を含む作業工程の自動化を目指して、実用化に向けた補完研究を実施する
・本技術が病理の分野で、デファクトスタンダードを勝ち得るように、多くの医療機関に貸し出して、評価して頂く方針である