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ウイルスモニタリングのための磁性誘導性微小電極の設計：B型肝炎ウイルスのためのモデル化と実現可能性
Designing a magnetic inductive micro-electrode for virus monitoring: modelling and feasibility for hepatitis B virus.
PMID: 32686021 DOI: 10.1007/s00604-020-04429-x.
抄録
磁性粒子を生体受容体に付着させ、誘導体の表面にサンドイッチを形成する誘導性免疫センサーのための非単純なモデルを設計した。誘導体は、酸化シリコンウェハー上にコイルを被覆して構成されている。コイルは、直径2mmの円形に配置された厚さ約200nm、長さ392mmの平板状の金線を250回転させて構成されています。このモデルは、幾何学的・電気的パラメータを制御し、磁性体の透磁率も制御することで、優れた特徴を持っています。ウイルスモニタリングのためのモデルの実現可能性を評価するために、新しい誘導免疫センサーを設計し、初めてB型肝炎表面抗原（HBsAg）の検出に適用しました。まず、一次抗HBsAgのFabセグメントがコイルに固定化されます。次に、コイルをHBsAgに曝露し、磁性粒子と共役した二次抗体に複合体を導入して免疫サンドイッチを形成する。最後に、コイルのインダクタンスに対する磁性粒子の影響を記録し、HBsAg検出のための信号として使用します。この磁気誘導免疫センサーは、検出限界1ngmL、直線範囲1～200ngmL、感度6×10mLngでHBsAgに対して特異的な反応を示した。実験結果はシミュレーションデータと非常によく一致しており、センサーの感度が予想される理論値に適合していることを示している。グラフィカルアブストラクト
A simple model is designed for an inductive immunosensor in which the magnetic particles are attached to the bioreceptors to form a sandwich on the surface of an inductor. The inductor consists of a coil covered on a silicon oxide wafer. The coil comprises 250 turns of a planar gold wire, which is approximately 200 nm thick and 392 mm long, placed in a circle with a diameter of 2 mm. The model is well characterised by controlling the geometrical and electrical parameters and also the permeability of the magnetic material. To evaluate the feasibility of the model for virus monitoring, a novel inductive immunosensor is designed and for the first time applied for the detection of hepatitis B surface antigen (HBsAg). At first, Fab' segment of primary anti-HBsAg is immobilised on the coil. Then, the coil is exposed to HBsAg and the complex is introduced to a secondary antibody conjugated with magnetic particles to form an immune-sandwich. Finally, the influence of magnetic particles on the coil inductance is recorded and used as a signal for HBsAg detection. The magnetic inductive immunosensor showed specific responses toward HBsAg with the detection limit of 1 ng mL, linear range of 1 to 200 ng mL, and a sensitivity of 6 × 10 mL ng. The experimental results showed a very good agreement with simulation data indicating the compatibility of sensor sensitivity to the expected theoretical values. Graphical abstract.