JP7012301B2 - 薬物検出システム - Google Patents
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Description
ECLは、電極反応によって生じた発光化学種が、後続の化学反応によって励起状態となり、発光する現象で(非特許文献1、2)、これを薬物の検出手段として用いることで次のような特長が得られるとされている。(非特許文献2-4)。
・蛍光分光法のような励起光源が不要であることで光源からのバックグランド信号が小さくなる。
・発光が電極反応をトリガーとして引き起こされるため、化学発光に比べてその発光場所や発光時間を容易に制御できる。
・装置が小型であるため、各種現場における、その場での分析が可能となる。
・尿や血液などの半透明な生体試料でも検出器の構成を工夫することで分析が行える。
ECLの発光強度は、該発光に関わる化学反応が起こる速度と関係していることが示唆され、対象の化学種によって、掃引速度(電極に印加される電位の変化する速度)とECL強度が変化する。そして、本手段の直流電位に交流電位を重畳することにより、電位掃引の間に早い交流電位変化が起こるため、見た目の掃引速度を一時的に大きくすることができる。即ち、検出薬物により発光の原因となる化学反応が起こる速度の違いによって、交流波の電位変化にECL反応が追従できず、起こるはずの直流電圧で発光反応が起こらないなどECLプロフィールの変化が観測できる。
もしくは、その機能を持たせた電気化学アナライザーをパソコンに接続して演算プログラムを組むことでも実現できる。
このように、明確な識別が可能となることで、目的とする検出薬物を大掛りなクロマトグラフー等の装置を用いることなく、一度の測定で特定薬物をスクリーニングできるECLを用いた薬物の検出システムを提供することができる。
また、図3、図4は、MA及びMPと発光種となるRu(bpy)32+のECLの際の化学反応を示しており、図3がMA、図4がMPの反応式である。
本測定に用いられる生体由来の試料は、MAの標準液を添加した健常なヒトの尿を用い、発光種となるプローブは、ECL測定に一般的に用いられるRu(bpy)32+が用いられた。
本試験装置では、交流信号を重畳するためのファンクションジェネレーター11と直流電流を出力するポテンショスタット12を直列に接続して、電位掃引される間、交流信号の微小正弦波を直流に重畳し、変調された電位をECLセル13内の電極に印加する。尚、電極への電圧供給は、該ファンクションジェネレーター11とポテンショスタット12の機能を一体化した電気化学アナライザーなど電位掃引の間、前記のような電位変調が可能なものであればどの様なシステムを用いても良い。
MA塩酸塩(大日本住友製薬社製)を添加した尿5.0 mLを試験管に分取し、0.1 moldm-3の水酸化ナトリウム水溶液0.5 mLを添加してアルカリ性とした。
図6は、変調する交流の周波数の違いによるMA及びMPのECL強度の相関を示し、(A)が1.15V、(B)が1.45Vのグラフを示す。尚、本測定の条件はそれぞれ100μMのMA(a)あるいはMP(b)が存在するリン酸緩衝溶液(PBS;pH9.0)に100μMのRu(bpy)32+を含む検出液が用いられ、DC電位掃引速度20mV/s;AC振幅50mVで測定された。
12. ポテンショスタット
13. ECLセル
14. 暗箱
15. 光電子倍増管
16. ロックインアンプ
17. プリアンプ
18. A/Dコンバーター
19. パソコン
Claims (8)
- 試料と接触した電極に、周波数が75~150Hzの範囲の連続正弦波を掃引電位として印加する手段と、
前記掃引電位が印加された前記試料から得られる発光シグナルと前記掃引電位の交流サイクルとを同時に取得する手段と、
前記取得した前記発光シグナルと前記交流サイクルとを用いて演算処理し、前記発光シグナルの交流成分を抽出する手段と、
前記交流成分を、メタンフェタミンのパターンと照会し、前記メタンフェタミンを検出する手段と、
を備えることを特徴とする薬物検出システム。 - 前記試料が、尿、唾液、血液から選択される試料であることを特徴とする請求項1記載の薬物検出システム。
- 前記発光シグナルから、ノイズ成分を除去する手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項1-2のいずれか1項記載の薬物検出システム。
- 前記連続正弦波の振幅が、20~100mVの範囲であることを特徴とする、請求項1-3のいずれか1項記載の薬物検出システム。
- 試料と接触した電極に、周波数が75~150Hzの範囲の連続正弦波を掃引電位として印加する工程と、
前記掃引電位が印加された前記試料から得られる発光シグナルと前記掃引電位の交流サイクルとを同時に取得する工程と、
前記取得した前記発光シグナルと前記交流サイクルとを用いて演算処理し、前記発光シグナルの交流成分を抽出する工程と、
前記交流成分を、メタンフェタミンのパターンと照会し、前記メタンフェタミンを検出する工程と、
を備えることを特徴とする薬物検出方法。 - 前記試料が、尿、唾液、血液から選択される試料であることを特徴とする請求項5記載の薬物検出方法。
- 前記発光シグナルから、ノイズ成分を除去する手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項5-6のいずれか1項記載の薬物検出方法。
- 前記連続正弦波の振幅が、20~100mVの範囲であることを特徴とする、請求項5-7のいずれか1項記載の薬物検出方法。
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JP2002525577A (ja) | 1998-09-17 | 2002-08-13 | クリニカル・マイクロ・センサーズ・インコーポレイテッド | 被検体検出のためのシグナル検出法 |
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2017
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高橋 史樹 ほか,電位変調法を利用した電気化学発光によるメタンフェタミンの高感度検出法の開発と応用,日本法科学技術学会第22回学術集会講演要旨集,2016年10月26日,第21巻 別冊,第42頁(B-08) |
高橋史樹 ,ECL原理を利用した迅速・簡便な覚せい剤スクリーニング検査法の開発,科学研究費助成事業 研究成果報告書,https://kaken.nii.ac.jp/ja/file/KAKENHI-PROJECT-15H06243/15H06243seika.pdf |
Also Published As
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JP2019049501A (ja) | 2019-03-28 |
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