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公開番号2025087295
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-10
出願番号2023201854
出願日2023-11-29
発明の名称バイオセンサ、認識分子の再生方法
出願人国立研究開発法人産業技術総合研究所
代理人個人,個人,個人
主分類G01N 33/543 20060101AFI20250603BHJP(測定;試験)
要約【課題】繰り返し、かつ連続的に使用することができ、さらに小型化できるバイオマセンサ、およびバイオセンサにおける認識分子の再生方法を提供する。
【解決手段】バイオマーカー110を含む試料溶液120を流す流路2と、流路2内に配置され、認識分子32を有するセンサ部3と、流路2内にて、互いに離間して配置された第1電極4および第2電極5と、第1電極4と第2電極5に電流を印加する電流印加手段6と、認識分子32が捕捉したバイオマーカー110を検出する検出手段7と、を備える、バイオセンサ1。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
バイオマーカーを含む試料溶液を流す流路と、
前記流路内に配置され、認識分子を有するセンサ部と、
前記流路内にて、互いに離間して配置された第１電極および第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極に電流を印加する電流印加手段と、
前記認識分子が捕捉したバイオマーカーを検出する検出手段と、を備える、バイオセンサ。
続きを表示（約 430 文字）【請求項２】
前記第１電極およびその周辺を含む領域に存在する前記試料溶液のｐＨを検出するｐＨ検出部を備える、請求項１に記載のバイオセンサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のバイオセンサにおける認識分子の再生方法であって、
前記電流印加手段により、前記第１電極と前記第２電極に電流を印加し、前記流路内において、前記第１電極およびその周辺を含む領域に存在する前記試料溶液のｐＨを制御する、認識分子の再生方法。
【請求項４】
前記認識分子として抗体を用いる、請求項３に記載の認識分子の再生方法。
【請求項５】
前記第１電極およびその周辺を含む領域に存在する前記試料溶液のｐＨを１以上３．５以下に制御する、請求項３に記載の認識分子の再生方法。
【請求項６】
前記第１電極およびその周辺を含む領域に存在する前記試料溶液のｐＨを１０以上に制御する、請求項３に記載の認識分子の再生方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオセンサ、およびバイオセンサにおける認識分子の再生方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
高度予防医療を実現するためのウェアラブル端末として、バイオセンサを内蔵したスマートウォッチ等の開発が進められている。バイオセンサとは、特定のバイオマーカーと特異的に結合する認識分子（抗体、酵素、アプタマー等）を用いたセンサのことである。バイオセンサは、血液中等の特定のタンパク質を、バイオマーカーと認識分子の分子間相互作用を用いて検出するものである。バイオセンサでは、基板に第１の認識分子を予め固定化する。その後、バイオマーカーを含む液体等の検体を流して、第１の認識分子でバイオマーカーを捕捉する。さらに、標識となる物質を修飾した第２の認識分子をバイオマーカーに結合させて、第１の認識分子と第２の認識分子でバイオマーカーを挟み込む。この状態で、第２の認識分子（標識）の吸光度、蛍光強度、質量変化、標識物質（酵素）と基質の反応生成物の吸光度や酸化還元電流等を測定することにより、検体中の特定のバイオマーカーを定量する。
【０００３】
バイオセンサを内蔵したウェアラブル端末で検出するバイオマーカーとしては、例えば、生活習慣病マーカーが挙げられる。癌の存在を示唆する腫瘍マーカーとしては、例えば、ＣＥＡ、ＡＦＰ（α－フェトプロテイン）等が挙げられる。心疾患を示唆するバイオマーカーとしては、例えば、酸化ＬＤＬ、Ｃ反応性プロテイン（ＣＲＰ）等が挙げられる。認知症を示唆するバイオマーカーとしては、例えば、アミロイドβ等が挙げられる。
【０００４】
現在、超高齢社会となった日本では、対処療法的医療体制が限界となっている。そこで、健康長寿社会の構築、生活習慣病の予防、対処療法的医療からの脱却が望まれている。このような課題を解決する手段としては、日常的に使用者（装着者）の健康管理を行うことができる、バイオセンサを内蔵したウェアラブル端末が有効であると考えられる。
【０００５】
代表的なバイオセンサとしては、例えば、ＥＬＩＳＡ（抗原抗体反応を利用して微量生体物質を定量する方法）を用いたセンサ、妊娠検査薬等のイムノクロマトグラフィーを用いたセンサ、表面プラズモン共鳴法（ＳＰＲ）を用いたセンサ（例えば、非特許文献１参照）、酵素、アプタマーを用いたセンサ等が挙げられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
Ｍａｚｈｅｒ－ＩｑｂａｌＭｏｈａｍｍｅｄ，ＭａｒｃＰ．ＹＤｅｓｍｕｌｌｉｅｚ，“Ｌａｂ－ｏｎ－ａ－ｃｈｉｐｂａｓｅｄｉｍｍｕｎｏｓｅｎｓｏｒｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｆｏｒｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｃａｒｄｉａｃｂｉｏｍａｒｋｅｒｓ：ａｒｅｖｉｅｗ”，Ｌａｂｏｎａｃｈｉｐ２０１１，１１，５６９－５９５．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のバイオセンサは、基本的に使い捨てであり、連続して使用することができない。なぜならば、バイオマーカーを検出した後に、認識分子からバイオマーカーを解離させて、バイオセンサを再生するためには、送液ポンプやバルブを用いて、バイオセンサ内に、再生液（酸やアルカリ等）を送液する必要があった。このようなバイオマーカーを解離させる方法は、バイオセンサの複雑化や大型化を助長すると共に、試薬の消耗（交換の必要性）を生じていた。すなわち、従来の再生方法は、バイオセンサの小型化を阻害していた。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、繰り返し、かつ連続的に使用することができ、さらに小型化できるバイオセンサ、およびバイオセンサにおける認識分子の再生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の態様を有する。
［１］バイオマーカーを含む試料溶液を流す流路と、
前記流路内に配置され、認識分子を有するセンサ部と、
前記流路内にて、互いに離間して配置された第１電極および第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極に電流を印加する電流印加手段と、
前記認識分子が捕捉したバイオマーカーを検出する検出手段と、を備える、バイオセンサ。
［２］前記第１電極およびその周辺を含む領域に存在する前記試料溶液のｐＨを検出するｐＨ検出部を備える、［１］に記載のバイオセンサ。
［３］［１］または［２］に記載のバイオセンサにおける認識分子の再生方法であって、
前記電流印加手段により、前記第１電極と前記第２電極に電流を印加し、前記第１電極およびその周辺を含む領域に存在する前記試料溶液のｐＨを制御する、認識分子の再生方法。
［４］前記認識分子として抗体を用いる、［３］に記載の認識分子の再生方法。
［５］前記第１電極およびその周辺を含む領域に存在する前記試料溶液のｐＨを１以上３．５以下に制御する、［３］または［４］に記載の認識分子の再生方法。
［６］前記第１電極およびその周辺を含む領域に存在する前記試料溶液のｐＨを１０以上に制御する、［３］または［４］に記載の認識分子の再生方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、繰り返し、かつ連続的に使用することができ、さらに小型化できるバイオセンサ、およびバイオセンサにおける認識分子の再生方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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