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オンチップ型フォトセンサアレイを用いた細胞プロファイリング技術の開発

Research Project

Project/Area Number 20656135
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Biofunction/Bioprocess
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

田中 剛  Tokyo University of Agriculture and Technology, 大学院・共生科学技術研究院, 准教授 (20345333)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉野 知子  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 特任准教授 (30409750)
Project Period (FY) 2008 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Keywordsフォトセンサアレイ / オンチップ型システム / マイクロ流体デバイス / デジタルイメージ / プロファイリング解析 / モニタリング / 細胞接着ペプチド
Research Abstract

オンチップ型フォトセンサアレイ上に細胞を1細胞ずつ直接アレイし、そのまま細胞の表面抗原情報や細胞内分子情報を同時並列的に取得する技術を確立することを目的としている。本年度は、昨年度までに構築したマイクロ流体デバイスを用いた細胞集団のプロファイリング解析及びリアルタイムモニタリングの実証実験を行った。フォトセンサアレイを含むマイクロ流体デバイスに対し、シリンジポンプを用いて、細胞、HRP標識抗体、基質溶液を連続的に導入し、細胞導入、染色、シグナル検出の一連の操作の自動化を検討した。細胞集団は1細胞レベルでフォトセンサ上に構築されたマイクロパーティション間に捕捉されることが確認された。また、抗体染色操作後、基質溶液を導入し、化学発光シグナルの連続的な検出を開始したところ、基質が流路内に拡散していくにつれて1細胞に由来する化学発光がピクセルデータとして網羅的に取得できることが可能であった。捕捉された細胞が存在するピクセルにおける発光シグナル強度分布の推移を調べたところ、時間の経過とともにシグナル強度の高いピクセルが増加していることが確認された。これらの結果から、抗体染色による細胞の特異的検出、及び細胞情報の経時変化を自動モニタリング可能であることが示された。さらにモデル細胞として、ヒトプロゲストロン受容体発現HeLa細胞株を用いて化学物質濃度に応じたルシフェラーゼ発光が増強する安定細胞株の樹立に成功した。
本研究により確立された技術は、最小限の光学機器で数万個以上の細胞情報を同時並列的に取得可能とするものであり、受容体発現HeLa細胞株を用いた化学物質モニタリングなどへの応用を始め、小型で低価格なオンチップ型サイトメーターの実用化に大きく貢献すると考えられる。

Report

(2 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2010 2009 2008 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (7 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] On-chip type cation-exchange chromatography with ferrocene-labeled anti-hemoglobin antibody and electrochemical detector for determination of hemoglobin A_<1c> level2009

    • Author(s)
      T.Tanaka, K.Izawa, M.Okochi, T.-K.Lim, S.Watanabe, M.Harada, T.Matsunaga
    • Journal Title

      Anal.Chim.Acta 638

      Pages: 186-190

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  • [Journal Article] A stable human progesterone receptor expressing HeLa reporter cell line as a tool in chemical evaluation at different cell-cycle phases2009

    • Author(s)
      T.Mori, M.Murata, T.Yoshino, S.Nakasono, F.Saito, H.Takeyama, T.Matsunaga
    • Journal Title

      Toxicol.Lett. 186

      Pages: 123-129

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  • [Journal Article] Microfluidic Device Using Chemiluminescence and DNA-arrayed Thin Film Transistor Photosensor for Single Nucleotide Polymorphism Genotyping of PCR Amplicons from Whole Blood2009

    • Author(s)
      K. Hatakeyama, T. Tanaka. M. Sawaguchi, A. Iwadate, Y. Mizutani, K. Sasaki, N. Tateishi, T. Matsunaga
    • Journal Title

      Lab-On-a-Chip 9

      Pages: 1052-1058

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of Genetic Diagnostic Chip Using DNA-arrayed TFT Photosensor2008

    • Author(s)
      K. Hatakeyama, T. Tanaka. M. Sawaguchi, A. Iwadate, Y. Mizutani, K. Sasaki, N. Tateishi, T. Matsunaga
    • Journal Title

      Electrochemistry 76 (8)

      Pages: 573-575

    • NAID

      130002150735

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  • [Presentation] コンタクトフォトイメージングによるオンチップ型サイトメーターの開発2010

    • Author(s)
      田中剛, 須永吉彦, 松永是
    • Organizer
      電気化学会第77回大会
    • Place of Presentation
      富山県・富山大学
    • Year and Date
      2010-03-31
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  • [Presentation] CMOSセンサを用いた細胞集団のデジタルイメージ解析2010

    • Author(s)
      佐伯達也, 須永吉彦, 田中剛, 松永是
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会(2010)
    • Place of Presentation
      大阪府・近畿大学
    • Year and Date
      2010-03-27
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  • [Presentation] Development of highly efficient cell entrapment microfluidic chamber fabricated on photosensor array2009

    • Author(s)
      須永吉彦, 田中剛, 畠山慶一, M.Sawaguchi, A.Iwadate, Y.Mizutani, K.Sasaki, N.Tateishi, 松永是
    • Organizer
      Asia Pacific Biochemical Engineering Conference
    • Place of Presentation
      兵庫県・神戸国際会議場
    • Year and Date
      2009-11-25
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      田中剛, 須永吉彦, 佐伯達也, 松永是
    • Organizer
      2009年電気化学秋季大会
    • Place of Presentation
      東京都・東京農工大学
    • Year and Date
      2009-09-10
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  • [Presentation] コンタクトフォトイメージに基づく細胞の特異的検出技術の開発2009

    • Author(s)
      須永吉彦, 畠山慶一, 田中剛, 松永是
    • Organizer
      2009年電気化学秋季大会
    • Place of Presentation
      東京都・東京農工大学
    • Year and Date
      2009-09-10
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  • [Presentation] Digital Cell Counting Using Photosensor Array Integrated with Microfluidic Chamber2009

    • Author(s)
      田中剛, 須永吉彦, 畠山慶一, M.Sawaguchi, A.Iwadate, Y.Mizutani, K.Sasaki, N.Tateishi, 松永是
    • Organizer
      215th ECS Meeting
    • Place of Presentation
      米国・サンフランシスコ
    • Year and Date
      2009-05-26
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  • [Presentation] A Two-dimensional Photosensor Array with Microfluidic Channel for Bioanalytical Devices2008

    • Author(s)
      Y. Sunagal, K. Hatakeyama, T. Tanaka. M. Sawaguchi, A. Iwadate, Y. Mizutani, K. Sasaki, N. Tateishi, T. Matsunaga
    • Organizer
      Pacific RIM Meeting on Electrochemical and Solid-state Science (PRiME 2008)
    • Place of Presentation
      アメリカ・ホノルル
    • Year and Date
      2008-10-16
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      2008 Annual Research Report
  • [Book] "ヘルスケアとバイオ医療のための先端デバイス機器"第2編バイオプロセスの応用第11章「TFTフォトセンサによるDNA検出」2009

    • Author(s)
      田中剛, 松永是
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 撮像装置、撮像装置の製造方法、細胞検出装置、及び細胞検出装置の製造方法

    • Inventor(s)
      田中 剛, 松永 是, 畠山慶一, 他3名
    • Industrial Property Rights Holder
      東京農工大学カシオ計算機(株)
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2016-04-21  

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