資料4

開発課題名「高性能バイオセンシングシステムの開発」

プロトタイプ実証・実用化タイプ

開発実施期間 平成20年10月〜平成23年3月

チームリーダー :  梶山 直樹【キッコーマン(株)研究開発本部基盤研究第1部 部長】
サブリーダー :  村上 康文【東京理科大学ゲノム創薬研究センター 構造ゲノム科学部門
部門長、教授】
中核機関 :  キッコーマン(株)
参画機関 :  東京理科大学
千葉大学
パナソニックヘルスケア(株)
(株)バイオマトリックス研究所
T.開発の概要
検出用標識酵素としてビオチン化ルシフェラーゼを用いた新規高性能プロテインアレイシステムを開発中であり、すでにプロトタイプを試作してきた。本開発では、本システムの実用性について感度、精度を中心に検討し優れていることを実証する。さらに本分野での本アレイシステムの実用化、そして最終的に世界基準器とすることを目指す。
U.事後評価における評価項目
(1)検出装置の高感度化・低価格化、検出システムの簡便化
 スギアレルゲンアレイを用い、マイクロ流路基板を用いた系で反応条件の最適化を行い、サンプル量30μlを達成した。また、既製品との比較で実証性を確認した。高感度化についてはIgE抗体をアレイ基板に固定化し、汎用インキュベーションチャンバーを用いた系で1.9fg/mLを達成した。価格についてはCCDカメラ内製化等によりコストダウンが見込まれ、商品価格は500万円以下を想定している。検出システムはマイクロ流路形状、反応処理条件等の最適化により、スギアレルゲンアレイで反応処理時間が14分30秒に短縮した。
(2)定量性を持たせるために必要な抗体の作製
 市販では入手できない抗体、評価の結果、感度等が実用レベルに達していない抗体については新たに抗体を作製(MRSAアレイ、毒素アレイ、真菌症アレイ)した。これらは全てサンドイッチ法に使用可能であり、抗アスベルギルス抗体では0.6ng/ドットの性能を達成した。
(3)ルシフェラーゼ及び試薬組成の改良による高感度化、持続発光によるデータ安定性の実現
精製条件の最適化により、高比活性品の開発に成功した。タンパク質レベルでは1.5倍程度の比活性向上であったが、より現実の測定系に近いサンドイッチELISA(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay)系による評価の結果、最大1.9倍の発光量増大が見られた。得られた高比活性品と発光持続試薬を組み合わせることで3分以上安定発光が可能となった。
V.評 価
小規模病院、個人開業医等で使用可能な迅速検査装置を目的とした実用化開発である。厚労省医療機器認可申請に必要なデータを取得するところまでを当初目標としていたが、ELISA用で満足できる市販抗体が少なく、新たに抗体を開発する必要が生じ、計画には遅れが生じたため、開発した装置を研究用として上市することも視野に入れている。抗体アレイの作製に時間を要し、システムが組み上がったのは最終年度末であることなど、目標には到達していない部分はあるが、従来から様々に開発が試みられているものの、なかなか実用化できなかった抗体アレイを実用化した点は評価に値する。今後は必要な抗体を取得して検査項目を増やし、ユーザーニーズを踏まえて実検体による実証を進め、近い将来の新規抗体、改良型ルシフェラーゼの上市など、開発成果の早期社会還元を期待したい。本開発は一部の開発目標を達成できなかったが、本事業の趣旨に相応しい成果が得られたと評価する[A]。


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