| Project/Area Number |
22K04148
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21030:Measurement engineering-related
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| Research Institution | National Institute of Technology (KOSEN), Kure College |
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Principal Investigator |
江口 正徳 呉工業高等専門学校, 電気情報工学分野, 准教授 (60613594)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡田 麻美 独立行政法人国立病院機構(呉医療センター臨床研究部), その他部局等, 研究員(移行) (30517280)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 誘電泳動 / 生体分子 / 交流電気浸透 / インピーダンス計測 / DNA分解酵素 |
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| Outline of Research at the Start |
DNA分解酵素は血液などの体液中に存在するタンパク質の一つであり，細胞内でのDNA代謝に深く関与していることから，生体内で重要な役割を果たしている．このDNA分解酵素は， 胃がん，大腸がんなどの各種悪性腫瘍や超早期の急性心筋梗塞などの新たな診断マーカーとして期待されている．本研究では，申請者らがこれまでに開発したインピーダンス計測法および誘電泳動法を用いた，DNA分解酵素検出の開発を行う．本手法を用いたセンシングデバイスが実現されれば，医療診断マーカーとして注目されるDNA分解酵素を極微量血液から検出することが可能となる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，生体分子や細胞外小胞を極微量の血液で検査可能な新規の生体分子計測技術を電気工学的アプローチにより構築するとともに，高速かつ高感度に検出することを目的とする．今年度の研究実績は以下のとおりである.
(1) 絶縁体ベース誘電泳動を用いて，生体分子が修飾されたマイクロ粒子や生体細胞などに生じる誘電泳動力を高速測定可能な手法を提案した．本手法は，絶縁体ベース誘電泳動デバイスに周波数掃印した交流電界を発生し，その絶縁体中心線上に置かれた粒子の挙動を確認することで，粒子に生じる誘電泳動力の周波数測定を広帯域かつ高速に測定することが可能である．純水に分散させたイースト菌を用いて，1 MHzから30 MHzまで掃引した交流電圧をデバイスに印加したところ，イースト菌は絶縁体中心線上で，正・負の誘電泳動が入れ替わることにより，電界の強い方向・弱い方向に移動し，高速に振動していることが確認できた．
(2) マイクロ流路を用いた血液中エクソソームのハイスループット検出を目的に，電気浸透流および誘電永動力によるナノ粒子・マイクロ粒子の流路内での挙動を3次元観察し，その挙動から，高精度検出可能なマイクロ流路内の電極形状・配置に関する検討を行った．円形電極は多方向から電極中心上，半円形対抗電極は電極間から電極端部に粒子が収集されており，電界分布に従って交流電気浸透流が発生していることを確認でき，さらに溶液中の広範囲に発生しているので，高感度・高濃度での収集が期待できる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
概ね当初の研究計画通り進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，R5年度に提案した絶縁体ベース誘電泳動を用いて，生体分子修飾ビーズの誘電泳動特性測定を実施するとともに，交流電気浸透や誘電泳動などの電気動力現象とマイクロ流路を融合した高速かつ高感度で検出可能なデバイスの設計を行う．
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