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1分子DNA検出のためのマイクロデバイス開発

Research Project

Project/Area Number 05F05445
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Microdevices/Nanodevices
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

野地 博行  Osaka University, 産業科学研究所, 教授

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) LAM Yu-Zhi  大阪大学, 産業科学研究所, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2005 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2007: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2005: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
Keywordsマイクロ加工 / 1分子計測 / DNA / 一分子計測 / 1分子検出 / マイクロデバイス / DNA解析 / イメージング
Research Abstract

本年度は、主として下記に挙げる研究成果があがった
1.超微小溶液チャンバー中における制限酵素反応の1分子計測:外部電界に対して透過性のある素材(アクリルアミド)を用いた超微小溶液チャンバーを作成し、その中で1分子のDNAを制限酵素と反応させて切断し、その後外部電界を印加することで切断されたDNA断片長を計測するシステムの開発に成功した(Lab on Chip 2007)。ここでは、制限酵素が反応する高塩濃度でも外部電界によってDNAを引き延ばすために、高分子ポリマーを用い、最適な電界強度と周波数の検討も行った。その結果95%の伸長効率でDNAを引き延ばすことに成功した。
2.超微小溶液チャンバー中におけるDNA複製反応の1分子計測:上記と同様の超微小溶液チャンバーを用いてLAMP(loop mediated isothermal amplification)法による1分子DNA増幅に成功した(Biomedical Microdevices in press)。確率的に各チャンバーに0ないしは1分子の鋳型DNA分子を閉じ込め、基板上にパターンしたマイクロヒーターで反応溶液と一緒に約65度で1時間保温した。その結果、増幅したDNAのパターンがポアソン分布することが確認された。これは、最初に鋳型DNAを閉じ込めたときに予想されるポアソン分布と一致しており、増幅されたDNAが一分子の鋳型DNA分子に由来することを意味する。以上の結果、1分子由来のDNA増幅が可能となり、きわめて微量な試料からのDNA診断が可能となった。

Report

(3 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2007 2006

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] An integrated system for enzymatic cleavage and electrostretching of freely-suspended single DNA molecules2007

    • Author(s)
      Lam L, Sakakihara S, Ishizuka K, Takeuchi S, Noji H
    • Journal Title

      Lab Chip 7(12)

      Pages: 1738-1745

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Restriction enzyme assay in femtoliter microchamber.2006

    • Author(s)
      Lam, L., Ishizuka, K., Sakakihara, S., Noji, H.
    • Journal Title

      Micro Total Analysis Systems 2006 2

      Pages: 1429-1431

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Versatile Acrylamide-based Microchambers for Single Molecular Biological Assays and Analysis2007

    • Author(s)
      Lam Liza
    • Organizer
      Eleventh International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, Micro Total Analysis Systems
    • Place of Presentation
      パリ・フランス
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Restriction Enzyme Assay and Electrostretching of DNA in Femtoliter Acrylamide-based Microchamber2007

    • Author(s)
      Lam Liza
    • Organizer
      電気学会 部門大会 平成19年度センサ・マイクロマシン部門総合研究会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Book] 未来材料2007

    • Author(s)
      飯野 亮太、Liza Lam、野地 博行
    • Total Pages
      68
    • Publisher
      未来材料
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2024-03-26  

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