測定原理
半導体内を流れるドレイン電流量は半導体内部の電子密度に左右されます。酵素反応等により生じる化学イオンの変化が電界の変化となって半導体内に伝わり、半導体内の電子分布に偏りが生じます。その結果ドレイン電流の流路にあたる部分の電子密度が変化して流れる電流量が変化します。この変化量がセンサー出力となります。
累積測定のしくみ
従来のISFETではセンサー出力が小さいため、Ｓ／Ｎが小さく、精密な測定はできませんでしたが、当社のＡＭＩＳセンサーでは短時間のうちに測定を繰り返し、得られた信号をセンサー内に累積し、センサー内で信号の増幅を行うことによってＳ／Ｎ比を改善し、微小変化の精密測定を可能にしました。
測定例
各種酵素反応測定例
下記の一覧に示す通り、幅広い範囲での応用が可能であることがわかります。
| 基質 | 酵素 | 補酵素 | 基質検出感度 （μM） | 酵素検出感度 （20μl中の絶対量） | 検出対象 |
| グルコース | Glucose Oxidase | 10μg/ml (55μM) | 0.5μg/ml (1ng) | 過酸化水素+グルコン酸 | |
| グルコース | Glucose Dehydrogenase | NAD | 20μg/ml (111μM) | プロトン | |
| グリセロール | Glycerol Kinase + Glycerophospate Oxidase | ATP | 1.5μg/ml (16μM) | 過酸化水素 | |
| エタノール | Alcohol Dehydrogenase | NAD | 10µg/ml (217µM) | プロトン | |
| ホルムアルデヒド | Formaldehyde Dehydrogenase | NAD | 0.3µg/ml (10µM) | プロトン＋蟻酸 | |
| アセトアルデヒド | Aldehydel Dehydrogenase | NAD | 5ng/ml (0.1µM) | プロトン＋酢酸 | |
| ATP | Alkaline Phosphatase | 5µg/ml (10µM) | 0.1unit/ml (0.002unit） | リン酸 | |
| 尿素 | Urease | 2µg/ml (33µM) | アンモニア | ||
| クレアチニン | Creatinine Deiminase | 1µg/ml (8.8µM) | 1μg/ml (2ng) | アンモニア | |
| オリーブ油 | Lipoprotein Lipase | 100µg/ml | オレイン酸 | ||
| リノール酸コレステロール | Cholesterol Esterase | 200µg/ml (300µM) | リノール酸 | ||
| DL-BAPNA | Tripsin | 60µg/ml | アルギニンカルボン酸 |
様々な種類の酵素反応を高感度で検出することが可能
リパーゼの活性測定
Lipoprotein LipaseによるOlive oilの加水分解の結果生じるオレイン酸を検出
飲料中のフラボノイドの測定
クレアチニンの測定
Creatinine Deiminase によるCreatinine 加水分解反応の検出例
従来3種類の酵素が必要 単一酵素で簡便に測定可能
残留農薬の検出
生理活性反応測定装置 AMIS-101 の特徴をまとめました。
京都市産業技術研究所、独立行政法人産業総合技術研究所（産総研）、京都大学農学研究科における測定例についても記載いたしました。
関連文献
- 信号累積型イオン感応性電界効果トランジスタによるクレアチニンの新規測定法生物試料分析科学会誌「生物試料分析」第32巻・第3号（2009） 別冊
- 信号累積型イオン感応性電界効果トランジスタ及びコレステロールエステラーゼを利用し
たコレステロールエステル簡易測定法生物試料分析科学会誌「生物試料分析」第34巻・第3号（2011） - 生感度信号累積型ISFETバイオセンサーの開発シーエムシー出版「食のバイオ計測の最前線」（2011）
- Simple and convenient measurement of enzyme reaction by high sensitive
signal accumulation ISFET biosensor (AMIS Sensor) and micro bioactivity
analyzerBiocatalysis and Agricultural Biotechnology (2012) - 信号累積型イオン感応性電界効果トランジスタによる生理活性反応測定装置の開発生物試料分析科学会誌「生物試料分析」第38巻・第3号（2015）