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光・電流同期計測系によるがん細胞由来エクソソームの解析

Research Project

Project/Area Number 15J03490
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Nanobioscience
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

矢崎 啓寿  名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsマイクロポア / バクテリア / イオン電流計測 / 電場耐性 / エクソソーム / 電流計測 / 蛍光検出
Outline of Annual Research Achievements

今年度は、がん細胞由来エクソソーム解析の基盤となるイオン電流計測法によって得られる電流シグナルが、生体サンプルの電場耐性を反映することを明らかにした。従来のイオン電流計測法で得られる電流シグナルは、計測部を通過する生体サンプルのサイズ情報のみを反映すると考えられており、同サイズ・同形状のサンプルを識別することは不可能とされてきた。本研究では、イオン電流計測を行うための電気回路を改良し、ブリッジ回路型の電気回路をとすることで、高電場を印加しながら電流シグナルの僅かな変化の読み取りを可能とした。この回路を用いて、印加電場に対するサンプルの耐性が、得られる電流シグナルに反映されることを世界で初めて発見した。実験では、昨年度までに検討を行った微細加工技術を用いて作製したマイクロ流体デバイスを使用して、約2 kV/cmの電場を計測部に印加した。がん細胞由来エクソソームと同様に脂質二重膜を持つ細菌細胞をモデルサンプルとして用いた実証実験に成功した。この発見により、従来法で識別不可能であった同形状の細菌細胞を、電流シグナルの形状を元に識別することが可能となった。この技術は、印加電場による細胞膜損傷部からイオンを含む細胞質が漏出する現象を捉えるものであり、細菌細胞にとどまらず、高電場印加によって損傷する生体サンプル全般への適用が可能であることが予想される。従って本研究によって得られた成果は、本件研究の分析対象であるがん細胞由来エクソソームを解析する際に、サイズだけでなく電場耐性をも同時に検出可能とするものであり、従来の検出技術では得られない新たな知見を得ることに貢献することが期待される。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] A real-time simultaneous measurement on a microfluidic device for individual bacteria discrimination2018

    • Author(s)
      H. Yasaki, T. Yasui, T. Yanagida, N. Kaji, M. Kanai, K. Nagashima, T. Kawai and Y. Baba
    • Journal Title

      Sensors and Actuators B: Chemical

      Volume: 260 Pages: 746-752

    • DOI

      10.1016/j.snb.2018.01.079

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Robust Ionic Current Sensor for Bacterial Cell Size Detection2018

    • Author(s)
      H. Yasaki, T. Shimada, T. Yasui, T. Yanagida, N. Kaji, M. Kanai, K. Nagashima, T. Kawai and Y. Baba
    • Journal Title

      ACS Sensors

      Volume: 3 Issue: 3 Pages: 574-579

    • DOI

      10.1021/acssensors.8b00045

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of Channel Geometry on Ionic Current of Bridge Circuit Based Microfluidic Channel2018

    • Author(s)
      Yasaki Hirotoshi、Yasui Takao、Yanagida Takeshi、Kaji Noritada、Kanai Masaki、Nagashima Kazuki、Kawai Tomoji、Baba Yoshinobu
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 3 Pages: 350-353

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Substantial Expansion of Detectable Size Range in Ionic Current Sensing through Pores by Using a Microfluidic Bridge Circuit2017

    • Author(s)
      Yasaki Hirotoshi、Yasui Takao、Yanagida Takeshi、Kaji Noritada、Kanai Masaki、Nagashima Kazuki、Kawai Tomoji、Baba Yoshinobu
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 139 Issue: 40 Pages: 14137-14142

    • DOI

      10.1021/jacs.7b06440

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Microfluidic long-pore-channel to highlight bacteria contents2016

    • Author(s)
      Hirotoshi Yasaki, Takao Yasui, Takeshi Yanagida, Noritada Kaji, Masaki Kanai, Mao Fukuyama, Kazuki Nagashima, Tomoji Kawai, Yoshinobu Baba
    • Journal Title

      Micro Total Analysis Systems 2016

      Volume: 1 Pages: 100-101

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      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Highly sensitive ionic current sensing system with optical observation for discriminating a wide diversity of sizes of bacteria with contaminants2015

    • Author(s)
      Hirotoshi Yasaki, Takao Yasui, Takeshi Yanagida, Noritada Kaji, Masaki Kanai, Sakon Rahong, Kazuki Nagashima ,Tomoji Kawai, Yoshinobu Baba
    • Journal Title

      Micro Total Analysis Systems 2015

      Volume: 1 Pages: 314-316

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      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 高ノイズ条件下でのPM2.5検出に向けたマイクロポアデバイス2018

    • Author(s)
      矢崎啓寿、嶋田泰佑、安井隆雄、加地範匡、馬場嘉信
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第35回研究会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Microfluidic channel based portable particle detector toward analysis of floating fine particle2018

    • Author(s)
      Yasaki Hirotoshi、Shimada Taisuke、Yasui Takao、Kaji Noritada、Baba Yoshinobu
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference 2017
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] イオン電流シグナルの形状に基づいた細菌検出2017

    • Author(s)
      矢崎啓寿, 安井隆雄, 柳田剛, 加地範匡, 金井真樹, 福山真央, 長島一樹, 川合知二, 馬場嘉信
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
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  • [Presentation] 電流・蛍光同時計測系を用いた細菌識別2016

    • Author(s)
      矢崎啓寿, 安井隆雄, 柳田剛, 加地範匡, 金井真樹, 長島一樹, 川合知二, 馬場嘉信
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-26
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 単一チップでの全細菌検出を目的としたブリッジ回路型イオン電流計測システム2016

    • Author(s)
      矢崎啓寿, 安井隆雄, 柳田剛, 加地範匡, 金井真樹, 長島一樹, 川合知二, 馬場嘉信
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第34回研究会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際展示場
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Microfluidic bridge circuit ionic current sensing system to detect whole types of bacteria2016

    • Author(s)
      Hirotoshi Yasaki, Takao Yasui, Takeshi Yanagida, Noritada Kaji, Masaki Kanai, Kazuki Nagashima, Tomoji Kawai, Yoshinobu Bab
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference 2016
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際展示場
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Microfluidic long-pore-channel to highlight bacteria contents2016

    • Author(s)
      Hirotoshi Yasaki, Takao Yasui, Takeshi Yanagida, Noritada Kaji, Masaki Kanai, Mao Fukuyama, Kazuki Nagashima, Tomoji Kawai, Yoshinobu Baba
    • Organizer
      MicroTAS 2016, The 20th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
    • Place of Presentation
      Convention Center Dublin Spencer Dock, North Wall Quay Dublin, IRELAND
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] イオン電流シグナルの形状差異に基づいた細菌の識別2016

    • Author(s)
      矢崎啓寿, 安井隆雄, 柳田剛, 加地範匡, 金井真樹, 福山真央, 長島一樹, 川合知二, 馬場嘉信
    • Organizer
      第6回CSJ化学フェスタ2016
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] High-sensitive ionic current sensing system using a microfluidic device2015

    • Author(s)
      Hirotoshi Yasaki, Takao Yasui, Takeshi Yanagida, Noritada Kaji, Masaki Kanai, Sakon Rahong, Kazuki Nagashima ,Tomoji Kawai, Yoshinobu Baba
    • Organizer
      Pacifichem2015
    • Place of Presentation
      Hawaii Convention Center ホノルル市、米国
    • Year and Date
      2015-12-18
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      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Highly sensitive ionic current sensing system with optical observation for discriminating a wide diversity of sizes of bacteria with contaminants2015

    • Author(s)
      Hirotoshi Yasaki, Takao Yasui, Takeshi Yanagida, Noritada Kaji, Masaki Kanai, Sakon Rahong, Kazuki Nagashima ,Tomoji Kawai, Yoshinobu Baba
    • Organizer
      The 19th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences(μTAS2015)
    • Place of Presentation
      Hwabaek International Convention Center (HICO), Gyeongju, KOREA
    • Year and Date
      2015-10-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Highly sensitive ionic current sensing system with optical observation2015

    • Author(s)
      Hirotoshi Yasaki, Takao Yasui, Sakon Rahong, Takeshi Yanagida, Noritada Kaji, Masaki Kanai, Kazuki Nagashima, Tomoji Kawai, Yoshinobu Baba
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference 2015
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際展示場
    • Year and Date
      2015-09-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Bacteria discrimination in a microfluidic sensing device2015

    • Author(s)
      Hirotoshi Yasaki, Takao Yasui, Sakon Rahong, Takeshi Yanagida, Noritada Kaji, Masaki Kanai, Kazuki Nagashima, Tomoji Kawai, Yoshinobu Baba
    • Organizer
      7th International Symposium on Microchemistry and Microsystems(ISMM2015)
    • Place of Presentation
      京都大学 桂キャンパス
    • Year and Date
      2015-06-09
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      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 世界最高感度の電気計測システムを開発 - 名古屋大学

    • URL

      http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20171002_eng_1.pdf

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  • [Remarks] 持ち運び可能な微生物センサーを開発 - 名古屋大学

    • URL

      http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20180307_engg_1.pdf

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      2017 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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