報告書番号

V11045

タイトル（和文）

ナノ・マイクロテクノロジーを利用した生物計測技術の開発(その３)-水銀分析のための固相抽出法とマイクロイムノアッセイ-

タイトル（英文）

Development of biosensor using nano-micro technology (Part 3) - Mercury measurement using solid phase extraction and microfluidic immunoassay -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

近年、国際的な枠組みによる水銀の排出と輸出入の管理が議論されており、将来的な規制対象の拡大に伴い水銀測定のニーズの増加が予想されることから、今後は簡易で高感度な水銀分析法が望まれる。これまで当所では重金属と反応する抗体を用いた、簡便で高感度なイムノアッセイを開発、実用化している。また、水銀に反応する抗体を見出しているが、水銀を含む試料に適した前処理法が開発されていないため、イムノアッセイの構築には至っていない。そこで本報告では、水銀(II)を含む試料の簡易な前処理法を構築し、イムノアッセイと組み合わせて簡便かつ迅速な測定の原理を立証する。まず、イオン交換樹脂を利用した前処理カラムを作製し、試料中の2価水銀（100μg/L）を全量吸着しうる樹脂の粒子径や粒子量の条件を見出した。また、吸着した水銀のほぼ全量(97.5%)を溶出可能で、後段のイムノアッセイに有益な組成の溶出液を見出した。次に、環境試料において共存が想定しうる金属類（カドミウム等、全10種類, 各100μg/L）を添加した試料を前処理カラムに通液し、吸着と洗浄による除去を検討した。その結果、前処理カラムに対するカドミウム以外のイオンの吸着を抑制し、続く純水洗浄により吸着したカドミウムの全量を除去できた。これにより、溶出液への水銀以外の抗体と反応しうる金属類の影響を排除できた。最後に、開発した前処理法を、当所が保有する抗体と既報のマイクロ流体デバイスを用いたマイクロイムノアッセイと組み合わせ、水銀の測定を行った結果、測定範囲は1.1-5.1μg/L、検出下限値は0.6μg/Lであり、廃棄物処理法が定める埋立処分に係る溶出量基準（5μg/L以下）を満足することが示された。本報で構築した水銀を含む試料の前処理法と、それに続く水銀測定により、国内において初めてのイムノアッセイを利用した実用的な水銀分析法を提案した。電気事業における環境管理への活用のため、測定の定量範囲の拡大を図る。

概要 （英文）

Immunoassay for mercury detection provides a cost-effective and sensitive detection for environmental samples such as water, soil, and waste. We developed rapid and sensitive microfluidic immunoassay for several heavy metals on the basis of heavy-metal-specific antibodies and the theory of kinetic exclusion assay. In this study, we demonstrate solid phase extraction and microfluidic mercury immunoassay using the antibody Nx2C3, which can bind to the Hg–EDTA complex. A sample pretreatment column was developed using an anion-exchange resin and a filter paper. A complex solution containing various concentrations of mercury and ten environmental metals (Cd, Pb, Al, B, Ca, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Na, and Zn) in 0.1 M HCl was perfused in the developed column for mercury absorption, and then washed with pure water in order to remove some of the metals except for mercury. The absorbed mercury was fully eluted by Tris buffer that contained ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and nitric acid (pH 7.5). Metals that showed cross reactivity, such as Cd, Fe, Zn, and Cu, were excluded from elution for immunoassay. Finally, microfluidic immunoassay was performed. The dynamic range of the assay was 1.1 to 5.1 micro g/L, and the lower detection limit was 0.6 micro g/L. Therefore, the performed immunoassay was found to satisfy the environmental standard for mercury elution from waste (5 micro g/L). These results indicate that this method can be used for detecting mercury in waste.

報告者

キーワード