音響ストリーミングによる免疫反応促進効果を利用 した弾性表面波バイオセンサの研究
著者 小貝 崇
発行年 2017‑12
出版者 静岡大学
URL http://doi.org/10.14945/00025236
(課程博士・様式9) 審 査 要 k三ム日
専攻 光・ナノ物質機能専攻 学籍番号 55545005 学生氏名 小員 崇
論文題目 音響ストリーミングによる免疫反応促進効果を利用した 弾性表面波バイオセンサの研究
患者の近くで利用可能な臨床現場即時検査が可能なバイオセンサの実現は重要である. 横波型 弾性表面波(SH-SAW)デバイスを利用すると免疫反応を検出するバイオセンサが実現できる. 本 研究では， SH-SAWバイオセンサの高感度化ならびに迅速検出のためRayleigh-SAW (R -SA W)によ り生じる音響ストリーミングに着目し， 反応促進効果について検討している.
第l章では研究の背景やバイオセンサについて説明し， 本研究はSH-SAWとR-SAWの組合せ によるバイオセンサの高感度化と迅速検出が目的であることを述べている.
第2章では，最初に数値解析によりSH-SAWとR-SAW用の電極設計条件やノミワーフロー角に ついて検討している. 次に， デバイス試作・評価し， 数値解析結果と比較している. パワーフロ ー角が異なるデ、パイスに対する数値解析と実験により， 電極設計に関する指針を得ている.
第3章は， 2章の成果に基づいて作成したデ、パイスを用いたグリセリン水溶液の測定ならびに 免疫反応測定について述べている. グリセリン水溶液を用いた測定により， X -148Y LiTa03を用 いたSH-SAWセンサの粘性感度について論じている. また，R-SAWによる音響ストリーミング の可視化を行い，周波数スイープ方式による撹枠効果を確認した. 次に人血清アルブミンを用い た免疫反応における音響ストリーミングの影響を実験的に調べた.
第4章と第5章では，第3章で得られた結果を検証している. 第4章では温度による免疫反応 促進効果について検討している. 体温に近いほど免疫反応の促進効果が見いだされた. 一方， 音 響ストリーミングにより生じる温度上昇範囲では，免疫反応の促進効果が得られないことを明ら かにした. また， 反応速度の数値的解析を行っている. 5 章では音響ストリーミングによる反 応促進効果について議論している. デノくイスの温度特性の検討および抗体を含まない緩衝液に対 する測定を行うことにより， 音響ストリーミングが免疫反応に与える効果について検証した. そ の結果， 音響ストリーミングが免疫反応を促進することを明らかにした.
第6章は結論であり， 本論文で得られた成果ならひ、に今後の課題について述べている.
SH-SAW バイオセンサの高感度化ならびに迅速検出について数値解析と実験から検討した本 論文は，R-SAWによる撹搾とSH-SAWによる計測という新しい方式を提案し， その有効性を明 らかにした. その過程で， 1分後のセンサ応答から濃度を推測する方法を見いだし， 迅速な測 定を実現可能とした. これらの成果は SH-SAW を用いたノくイオセンサの研究・開発に大きく貢 献するだけでなく， 学術的にも重要な成果である. よって， 本論文は博士(工学)の学位論文と してふさわしいものと認められる.
(1， 000字程度)
