蛍光量子収率が90％にも達する高輝度蛍光ビーズの開発

国立大学法人埼玉大学

理工学研究科物質科学部門

先端産業国際ラボラトリー

准教授 幡野 健

新技術説明会（４u）

ライフサイエンス分野

１．ｲﾑﾉｸﾛﾏﾄ法の現状と課題

現在のイムノクロマト法

検出ライン

抗原

抗体

標識

Ag

金コロイド× 発色が悪い× 偽陰性の原因

銀の増幅〇 100倍の高感度化*× 装置のメンテナンス

蛍光物質【量子ドット】〇 20倍高感度化× 有害物質使用

【蛍光ビーズ】〇 100倍高感度化*× 濃度消光× 光安定性が低い

＊：読み取り装置使用

商品化 研究開発段階

+Int

n m+

【重合反応】・ O/W（懸濁・乳化）・ 液滴中でラジカル重合反応が進行・ 無溶媒（モノマーが溶媒兼ねる）

【蛍光物質】★ モノマーへの溶解度が必要

２．蛍光ビーズの製造法

３．蛍光ビーズの例

市販の蛍光ビーズの蛍光顕微鏡写真

0.1 mol%のクマリン6をポリスチ

レン樹脂に包含させた蛍光ビーズを

使用している。

蛍光物質の包含量は想像以上に少ない

蛍光顕微鏡写真励起波長：450~490 nm, 露光時間：200 msec, Gain: 1.00×

0.1 mol%0.01 mol% 0.05 mol%

0.15 mol% 0.2 mol% 0.3 mol%

４．ｸﾏﾘﾝ６包含率と蛍光強度

【構造的特徴】･ 官能基が多い･ 極性が高め･ 平面性が高い

【問題点】★ 低い溶解度★ 濃度消光

O NN

CO2-

NCN

TRITC

O OHO

CO2H

NCN

O NN

SO3-

SO2Cl

Texas Red

O ON

S

N

Coumarin 6

FITC

５．蛍光物質の構造と特徴

11．従来技術との比較

蛍光ビーズの

蛍光顕微鏡写真

（蛍光量子収率）

蛍光物質 p-共役系分子 AIE活性分子

溶解度 低い 良い

高濃度条件下

の蛍光挙動

従来技術 開発技術

（30~40％） （80~90％）

濃度消光 AIE効果

光安定性 低い 高い

金コロイド

従来の蛍光ビーズ

開発した高輝度蛍光ビーズ・高い光安定性

先行研究目視：20倍高感度1)

装置利用：100倍高感度2)

10倍以上発光

1,000倍以上高感度化・高輝度蛍光ビーズ効果・読み取り装置による効果（強い励起光使用）

従来の蛍光ビーズ 高輝度蛍光ビーズ

1) 会澤ら、古河電工時報第127号（平成23年2月）2) A. Sakurai et al., PLOS ONE, 2015, 10, e0116715.

(a) (b)

同濃度における標識物質懸濁液の写真（a) 金コロイド、（b）高輝度蛍光ビーズ（30 nm）

12．本技術の優位性

13．想定される用途

イムノクロマトキット

AIE

【期待される効果】 ・高感度化 ・早期診断 ・医療費低減・コスト削減 ・環境負荷低減

正常細胞

がん細胞

蛍光プローブ

14．技術課題と企業への期待

埼 玉 大 学

・高輝度蛍光ビーズ製造

・ビーズの表面修飾

企業への期待

・抗体生産もしくは提供

・検証試験の実施

・ビーズと抗体の接合技術

（該技術をもつ企業あり）

技術的な課題

＋

イムノクロマトキット

AIE

発明の名称：AIE活性化合物を包含する蛍光性微粒子

出願番号：特願 2016-186496

出願人：国立大学法人埼玉大学

発明者：幡野 健・松下隆彦・藤川大輔・松岡浩司

（2017年8月 JST海外特許出願支援制度に採択）

出願

問い合わせ先

埼玉大学先端産業国際ラボラトリー

横田 一郎（シニアコーディネーター）

Tel: 048-858-3849

E-mail: iyokota@mail.saitama-u.ac.jp

15．技術に関する知的財産権