Separation method of microdroplet contents for high-throughput trace analysis

Research Project

Project/Area Number	16K17503
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Multi-year Fund
Research Field	Nano/Microsystems
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	Fukuyama Mao 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (40754429)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status	Discontinued (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help	¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000) Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2017: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2016: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords	マイクロ分析 / マイクロ水滴 / 自然乳化 / 界面活性剤 / Droplet microfluidics / エマルション / マイクロ液滴
Outline of Final Research Achievements	Recently, water-in-oil microdroplets have been utilized for the biochemical trace analyses. In this study, the separation method for microdorplet water-soluble contents by using spontaneous emulsification was developed. The selectivity of the separation was controlled by the activity of water in the reverse micelles in the organic phase. In addition, activity assay of 5 fmol protease was demonstrated by utilizing this method.
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究で得られた知見を活用すれば、界面活性剤溶液を流すだけで、多数のマイクロ水滴の同時分離・濃縮操作が可能になる。操作の簡便さより、この手法はマイクロ水滴を用いた高スループット分析の汎用的な分離・濃縮法になると考えている。また、本手法は酵素活性の測定だけではなく、miRNAやタンパク質の計測などへも応用可能であると考えている。これらの計測が実現すれば、将来的に、再生医療における１細胞レベルでの品質管理や、バイオマーカー探索・細胞間コミュニケーションの解析が可能となり、創薬・医療分野に多大な貢献ができると期待している。