抽出液をカラムへ

カドミウム回収剤
抗体と混合

カドミウム
のみカラムに吸着

玄米を粉砕して、抽出液に浸ける

カラムからカドミウムを回収

カドミウムと抗体の反応阻害物質の除去

反応液を滴下イムノクロマトグラフィー

カドミウム濃度に応じた発色発色度の読み取り

カドミウム簡易検出キットを商品化―― イムノクロマトグラフィー法を利用したバイオセンサーを開発 ――■ カドミウムに反応する抗体を新たに作り出す■ 大型分析機器に劣らない測定感度■ 測定キットを販売開始● ひとこと 環境科学研究所 バイオテクノロジー領域 主任研究員 佐々木 和裕

カドミウムに反応する抗体を新たに作り出す
食の安全への関心が世界的に高まる中、国際的な政府間機関であるコーデックス（CODEX）委員会が、精米に含まれるカドミウムの上限を0.4ppm（＝0.4mg/kg）と定めました。日本政府もこの基準の批准を検討しており、食品に含まれるカドミウムを測定する簡便で低コストな方法の開発が待たれています。
電力中央研究所はカドミウムを抗原とする抗体を作り出し、これをバイオセンサーへ利用することに成功し、このほど関西電力株式会社と株式会社住化分析センターと共同で商品化しました。

■ 国際食品規格づくりが進む■ 抗体を選び抜く

コーデックス委員会は消費者の健康保護と公抗原抗体反応では新しい抗体を作るために、正な食品貿易の確保のため1962年に設立され、抗体反応の原因となる物質（抗原）をマウスに現在174カ国が参加しています。委員会は健康に数回注射し、これに対する免疫反応を起こさせ、影響を及ぼす物質として重金属に注目し、2006抗体を分泌する細胞を作り出します。抗原が金

年には毒性の強いカドミウムについて精米と海属の場合、金属原子のイオンが小さくすぐに体産二枚貝などの含有量基準値を定めました。こ外へ排出されてしまうため免疫反応が起きにくれを受けて日本でも、食品からのカドミウム摂く、そのままでは抗体は作られません。金属原取に関するリスク評価などが農林水産省で予定子と結合するEDTAを使い、分子の大きいタンされています。

パク質と結合させてから注射をするなどの工夫

電力中央研究所では以前より抗原抗体反応をが必要です（図１）。

利用したバイオセンサーの実用化に取り組み、一つの個体内には抗体の分泌を行う細胞が数重金属を対象とした抗体の開発を進めてきまし百万個以上ありますが、その中から抗原によくた。今回、この抗原抗体反応を利用し米を対象反応する抗体（モノクローナル抗体）を分泌すとして、カドミウムの簡易測定法の開発に取りる細胞を取捨選択していきます。

組みました。

このような手法で、カドミウム、鉛、水銀などの重金属のモノクローナル抗体を作り出すことに成功しました（表１）
。

EDTA
タンパク質

NCN
N

検出下限

環境基準

排水基準

0.3ppb10ppb

100ppb0.3ppb

0.5ppb5ppb

亜鉛（Zn）

1.0ppb

30ppb
（淡水域）

5ppm

銅（Cu）

10ppb

土壌1kgにつき125mg未満（水田に限る）

5ppm

50ppb

500ppb

COOH
COOH
N
配位結合

カドミウム（Cd）
水銀（Hg）

重金属

HOOC
HOOC

クロム（図1EDTAの分子構造

EDTAは、エチレンジアミン四酢酸（C10H16N2O8）のことで、金属イオンと配位結合（2つの原子の一方からのみの化学結合）する。

表1価）（Cr） 20ppb

電力中央研究所が開発した重金属モノクローナル抗体とその感度＊

1ppb＝1000ppm。今回開発したバイオセンサーとは別の方法で測定

大型分析機器に劣らない測定感度■ 簡単な操作で、10分ほどで測定■ 玄米中のカドミウムを100％抽出

今回開発したバイオセンサーには、イムノク

玄米中のカドミウムをイムノクロマトグラフ

ロマトグラフィーと呼ばれる原理を採用していィー法で精度よく測定できるように、成分測定ます。イムノクロマトグラフィー法は、ごく微用の試料を簡便に調整する前処理の方法も開発

量な物質を短時間で測定することができ操作もしました。

簡単なため、インフルエンザの診断などに使われています。

玄米中のカドミウムの測定にあたっては、玄米を砕き希塩酸溶液に浸し、カドミウムを溶かイムノクロマトグラフィー法に用いる抗体にし出します。この時、抗原抗体反応を阻害するは、あらかじめ赤色の色素を付けています。こ成分も同時に溶け出すため、カドミウムだけをの抗体とカドミウムを含む試料を混合すると、分離・回収するカドミウム吸着カラムを開発しカドミウムと抗体が結合します（図2-A）。一方、ました。このカラムを用いることによって、簡キット内のテストラインにはカドミウムが固定単な操作で玄米中のカドミウムをほぼ100％回収されており（図2-B）、ここに試料と抗体の混合できるようになりました。
この前処理方法とイムノクロマトグラフィーかった抗体だけがテストラインに捕捉されます。

法を組み合わせて、玄米中のカドミウム濃度の試料中のカドミウムが少ない時ほどテストライ測定を行いました。その測定の結果を、現在最ンに捕捉される抗体が増え、発色が濃くなりまも信頼性が高いとされる大型分析機器の測定結す。発色の度合いをリーダーで読み取り、溶液果と比較したところ、両者は非常に良く一致し中のカドミウム濃度を測ります。当研究所が作ていました（図３）。この他にも、稲の茎葉部、製したバイオセンサーでは、0.005ppm以上のカそば粉などのカドミウム含量の測定が可能なこドミウムを検出できます。とを確認しています。

Ａ混合抗体
試料Y（カドミウム） YY滴下テストライン

抗原抗体反応＋カドミウム

Y→抗体

Y複合体

カドミウム濃度が高い
Y Y
Y抗体が通過テストライン
膜固定
カドミウム

カドミウム濃度が低い
抗体が結合
（発色）
テストライン

1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.20.0Y YYB

Cd濃度／ppm／ICP-AES（大型分析機器）

液を流すと、試料中のカドミウムと結合できな

0.00.2

0.4

0.6

0.8

Cd濃度／ppm／本キット

図2

イムノクロマトグラフィー法のメカニズム

図3

大型分析機器との比較

1.0

測定キットを販売開始■ 商品化の実現■ 測定対象を広げてこれまでの研究成果をもとに、関西電力（株）

重金属の簡易測定法は米ばかりでなく、土壌と（株）住化分析センターと共同で、農業の現場汚染の調査方法としても社会的ニーズが高まっで扱いしやすいキットを商品化し、「カドミエーています。そこで、鉛やクロムなどの重金属へルCd」の名称で８月から試験販売が開始されまも測定対象を拡大し、土壌分析などの環境分野した（図４）。従来の方法と比べ、測定時間、コへの適用を図るため、新しいバイオセンサーのストが大幅に削減できるとして注目を集めてい開発に取り組んでいきます。

ます。

BA

● ひとこと基礎的な抗体作りから始まり、それが成功するやセンサーの開発に着手、さらにそれが十分な性能Cを持つことが分かると、最後は商用化にまで進展

図4-1 「カドミエールCd」前処理キット
A：ろ紙 B：試薬 C：固相カラム ほか

環境科学研究所
バイオテクノロジー領域主任研究員

佐々木C

和裕

しました。順風満帆と思われるかもしれませんが、研究が進むに従い増えた外部の方々との共同作業などにより、自力だけでは実現できない多くのことを達成できたことが大きかったと思います。一緒に仕事をさせABて頂いたすべての方々に感謝するとともに、今回の貴重な経験を今後の研究に活かしていきたいと思います。

図4-2 「カドミエールCd」測定部キット
A：イムノクロマトグラフィー B：抗体
C：クロマトリーダー■ 既刊「電中研ニュース」ご案内
No.443 排出権取引制度は温暖化防止につながるか？
No.442 環境税は温暖化防止につながるか？

No.441 DNA鑑定を利用した野生動物調査法を開発
No.440 地震に対する建物の安全性を簡便に予測

2007年11月5日発行〒100-8126（財）電力中央研究所 広報グループ
東京都千代田区大手町1-6-1（大手町ビル7階） TEL.（03）3201-6601 FAX.（03）3287-2863
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