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1998 Fiscal Year Final Research Report Summary

Development of High-Performance Gene Diagnosis System for Human Diseases Using Integrated Microdevice Technology

Research Project

Project/Area Number 09557190
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section展開研究
Research Field Physical pharmacy
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

BABA Yoshinobu  The Univ.of Tokushima, Faculty of Pharm.Sci., Professor, 薬学部, 教授 (30183916)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) ARAI Akihiro  Shimadzu Co., Division of Analytical Instruments, Senior Researcher, 分析機器事業部, 主任研究員
Project Period (FY) 1997 – 1998
KeywordsMicrodevice / Microchip / Gene Diagnosis / PCR
Research Abstract

Many human diseases are caused by small alterations in DNA sequence of the disease-causing genes. DNA diagnosis for human diseases is, therefore, realized by the analysis of the alterations in the DNA sequence of disease-causing genes. In this study, we developed microfabricated device integrated by PCR and capillary array electrophoresis on a chip. Laser-induced fluorescence detection system for the chip has been constructed by the modification of laser confocal fluorescence microscopy and we investigated DNA conformational dynamics using fluorescence microscopy. Even sigle DNA molecule labeled by intercalating fluorescence dyes was detected during migrating into the array of microchannels and conformational dynamics of single DNA molecule in microchannels filled with linear polyacrylamide under electric field was observed by this system to elucidate the separation mechanism of DNA and to optimize the separation conditions for DNA analysis. In the optimum conditions established in this study, DNA fragments up to 1 kbp were separated within only 60 s. In these instances, many data shown here demonstrate that integrated microdevice technology is a promising technology for DNA diagnosis of human diseases with high throughput, high accuracy, less labor-intensive, and cost effectiveness.

  • Research Products

    (79 results)

All Other

All Publications (79 results)

  • [Publications] M.Ueda: "Is Higher Concentration of Linear Polyacrylamide Not Suitable for the Capillary Electrohporetic Separation of Large DNA?" Anal.Sci.13・1. 109-112 (1997)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 馬場嘉信: "遺伝子分析のためのキャピラリー電気泳動法" 臨床検査. 41・5. 569-583 (1997)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 馬場嘉信: "キャピラリー電気泳動によるヒト・ゲノム解析技術の開発と応用" 薬学雑誌. 117・5. 265-281 (1997)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 明石満: "核酸アナローグを用いたキャピラリーアフィニティーゲル電気泳動によるオリゴデオキシヌクレオチドの塩基選択的分離" Jasco Report. 39・2. 37-43 (1997)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 馬場嘉信: "新しい遺伝子検査法 3キャピラリー電気泳動によるDNAシークエンシングと遺伝子診断" 医学のあゆみ. 183・4. 285-289 (1997)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 馬場嘉信: "マイクロデバイス技術を用いたDNAの超高速分離" 高分子. 46・12. 894 (1997)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 馬場嘉信: "マイクロマシーニングと流れ分析法のマイクロチップ化" J.Flow.Injection Analysis. 14・2. 131-140 (1997)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] M.Ueda: "Electrophoresis of Long DNA Molecules in Linear Polyacrylamide Solution" Biophys.Chem.71. 111-122 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] H.Inoue: "Enhanced Separation of DNA Sequencing Products by Capillary Electrophoresis Using Stepwise Gradient of Electric Field Strength" J.Chromatogr.A. 802. 179-184 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Base-Specific Separation of Oligodeoxynucleotides by Capillary Affinity Gel Electrophoresis" Electrophoresis. 19・3. 433-436 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] A.Nishimura: "Analysis of Variable Number of Tandem Repeat Size of Heart Disease Causing Gene by Capillary Electrophoresis with Laser-Induces Fluorescence Detector" Chem.Pharm.Bull.46・2. 294-297 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] Y.Kiba: "Electrophoretic Behavior and Conformational Dynamics of Triplet Repeat DNA" Nucleic Acids Res.Symp.Ser.39. 129-130 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] A.Nishimura: "Analysis of Variable Number of Tandem Repeats of Human Genome D1S80 Locus Using Capillary Electrophoresis with Laser-Induces Fluorescence Detector" Chem.Pharm.Bull.46・10. 1639-1642 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Novel Microfabricated Capillary Array Electrophoresis Chip Fabricated By Synchrotron Radiation And Direct Observation Of Dynamics Of Dna Molecules Migrating In Microchannels" MESA. 331-334 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Microfabeicated Tehcnology for Human Gnome Anlaysis and Proteome Analysis" ITAS. 165-168 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 馬場嘉信: "キャピラリー電気泳動のマイクロチップ化" CEアドバンス. 2・2. 10-16 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 上田正則: "電気泳動中のDNAのイメージング" バイオイメージング. 7・2. 31-37 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 喜羽百合子: "キャピラリー電気泳動を利用したトリプレットリピートDNAの泳動挙動解析に基づく特異な高次構造形成の推定" 生物物理. 38・6. 253-255 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 喜羽百合子: "キャピラリー電気泳動によるトリプレットリピートDNAの高次構造解析" 分析化学. 48・2. 193-203 (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] C.Sumita: "Simultaneous Analysis of PCR Products by Capillary Electrophoresis with a Laser-Induced Fluorescence Detector Using Stepwise Electric Field Strength" Chem.Pharm.Bull.47・1. 111-113 (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Genome Micro-Factory" IWMF. (発表予定). (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Simultaneous Genotyping of Cholesteryl-Ester Transfer Protein Gene by Duplex Polymerase Chain Reaction-Restriction Fragment Length Polymorphism Analysis Using CE" J.Chromatogr.B. (発表予定). (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] M.Ueda: "Development of Microfabricated Capillary Array Electrophoresis Chip and Direct Observation of Dynamics of DNA Molecules Migrating in Microchannels" The Transactions of The Institute of Electrical Engineers of Japan,. (発表予定). (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Capillary Affinity Gel Electrophoresis:New Tool for Specific Recognition of DNA Sequence and the Mutation Detection of DNA" J.Biochem.Biophys.Methods. (発表予定). (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Microchip Technology for DNA Analysis" J.Biochem.Biophys.Methods. (発表予定). (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Genomic and Proteomic Drug Discovery" Euro.J.Pharm.Sci.(発表予定). (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 馬場嘉信: "CE及びMSとマイクロチップテクノロジーの融合によるゲノム・プロテオーム解析の高性能化" Jpn.J.Electrophoresis. (発表予定). (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 喜羽百合子: "キャピラリー電気泳動によるDNA解析" Chromatography. (発表予定). (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 馬場嘉信: "半導体集積化技術のバイオテクノロジーへの応用:マイクロチップ・ナノチップテクノロジーによるDNAの超高速解析" STEPねっとわーく. (発表予定). (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 中西博昭: "マイクロマシニング技術を用いる石英及びガラス製電気泳動チップの作製とそれらの基本特性評価" 分析化学. 47・6. 361-368 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 中村洋: "「機器分析の基礎」" 朝倉書店, 160 (1996)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 梅澤喜夫: "「最新の分離・精製・検出法」" エヌ・ティー・エス出版, 1039 (1997)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 阿部正彦: "ゲルテクノロジー" サイエンスフォーラム, 358 (1997)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 長田義仁: "ゲルハンドブック" エヌ・ティー・エス出版, 808 (1997)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 馬場嘉信: "「最新電気泳動実験法」" 医歯薬出版, 470 (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 井上晴夫: "「基礎化学コース 分析化学III」" 丸善 発表予定,

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 木村彰方: "「医療におけるバイオテクノロジー」" 医薬ジャーナル 発表予定,

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] K.Mitchelson: "Capillary Electrophoresis of Nucleic Acids" Humana Press 発表予定,

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] M.H.Heller: "Integrated Microfabricated Device Technologies:" Marcel Dekker Publisher,

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] M.Ueda: "Is Higher Concentration of Linear Polyacrylamide Not Suitable for the Capillary Electrohporetic Separation of Large DNA?" Anal. Sci.13 (1). 109-112 (1997)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Capillary Electrophoresis of Gene Analysis" Rinsho Kensa. 41 (5). 569-583 (1997)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Development of Analytical Technologies of Human Genome by Capillary Electrophoresis" Yakugaku Zasshi. 117 (5). 265-281 (1997)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Ultra-fast Separation of DNA by Microdevice Technology" Koubunshi. 46 (12). 894-894 (1997)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "DNA Sequencing and Gene Diagnosis by Capillary Electrophoresis" Igakuno Ayumi. 184 (4). 285-289 (1997)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] M.Akashi: "Base-specific Separation of Oligonucleotides by Capillary Affinity Gel Electrophoresis" Jasco Report. 39 (2). 37-43 (1997)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Micromachining and Microfabrication of Flow Analysis" J.Flow Injection Analysis. 14 (2). 131-140 (1997)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] M.Ueda: "Electrophoresis of Long DNA Molecules in Linear Polyacrylamide solution" Biophys. Chem.71. 111-122 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] H.Inoue: "Enhanced Separation of DNA Sequencing Products by Capillary Electrophoresis Using Stepwise Gradient of Electric Field Strength" J.Chromatogr. A. 802. 179-184 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Base-Specific Separation of Oligodeoxynucleotides by Capillary Affinity Gel Electrophoresis" Electrophoresis. 19 (3). 433-436 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] A.Nishimura: "Analysis of Variable Number of Tandem Repeat Size of Heart Disease Causing Gene by CE with Laser-Induces Fluorescence Detector" Chem.Pharm.Bull.39. 129-130 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Kiba: "Electrophoretic Behavior and Conformational Dynamics of Triplet Repeat DNA" Nucleic Acids Res.Symp.Ser.39. 129-130 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] A.Nishimura: "Analysis of Variable Number of Tandem Repeats of Human Genome D1S80 Locus Using Capillary Electrophoresis" Chem.Pharm.Bull.46(10). 1639-1642 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Novel Microfabricated Capillary Array Electrophoresis Chip Fabricated By Synchrotron Radiation and Direct Observation Of DNA Molecules" MESA. 1998. 331-334 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Microfabeicated Tehcnology for Human Gnome Anlaysis and Proteome Analysis" ITAS. 1998. 165-168 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Microfabrication of Capillary Electrophoreis on a Chip" CE Advance. 2 (2). 10-16 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] M.Ueda: "Imaging of DNA Molecule during Electrophoresis" Bioimaging. 7 (2). 31-37 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Kiba: "Capillary Electrophoretic Behavior of Triplet Repeat DNA and Formation of Specific Higher-Ordered Structure" SeibutsuButsuri. 38 (6). 253-255 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Kiba: "Capillary Electrophoretic Behavior and Conformational Analysis of Triplet-Repeat DNA" Bunseki Kagaku. 48 (2). 193-203 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] C.Sumita: "Simultaneous Analysis of PCR Products by Capillary Electrophoresis Using Stepwise Electric Field Strength" Chem.Pharm.Bull.47 (1). 111-113 (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Genome Micro-Factory" IWMF. (in press). (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Simultaneous Genotyping of CETP Gene and TBG Gene by Duplex PCR-RFLP Analysis Using Capillary Electrophoresis" J.Chromatogr.B.(in press). (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] M.Ueda: "Development of Microfabricated Capillary Array Electrophoresis Chip and Direct Observation of DNA Molecules Migrating in Microchannels" Transactions of IEEJ. (in press). (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Capillary Affinity Gel Electrophoresis : New Tool for Specific Recognition of DNA Sequence and the Mutation Detection of DNA" J.Biochem.Biophys.Methods. (in press). (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Microchip Technology for DNA Analysis" J.Biochem.Biophys.Methods. (in press). (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Genomic and Proteomic Drug Discovery" Eur.J.Pharm.Sci.(in press). (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "High-Performance Analysis of Genome/Proteome by Fusion of Microchip Technology and CE/MS" Jpn.J.Electrophoresis. (in press). (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Kiba: "DNA Analysis by Capillary Electrophoresis" Chromatography. 20 (1)(in press). (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Kiba: "Unusual Capillary Electrophoretic Behavior of Triplet Repeat DNA" J.Biochem.Biophys.Methods. (in press). (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Baba: "Application of Microchip Technology to Biotechnology" STEP Network. (in press). (1999)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] A.Nakanishi: "Development of Electrophoresis Chip by Micromachining" Bunseki Kagaku. 47 (6). 361-368 (1998)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Umezawa: New Technologies for Separation and Detection. NTS Publishers, 1039 (1997)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] M.Abe: Gel Technology. Science Forum, 358 (1997)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Nagata: Gel Handbook. NTS Publishers, 808 (1997)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] H.Inoue: Analystical Chemistry III. Maruzen in press,

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] H.Kimura: Biotechnology in Medicine. Iyaku Journal in press,

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y.Baba: Electrophoresis. Ishiyaku Publishers in press,

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] K.Mitchelson: Capillary Electrophoresis of Nucleic Acids. HB Humana Press, Totawa, in press,

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] M.H.Heller: Integrated Microfabricated Device Technologies : Advances in Genomic, Drug Discovery, and Clinical Diagnostic Applications. Marcel Dekker Publishers, in press,

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] J.Cazes: Handbook of Chromatography. Marcel Dekker Publishers, in press,

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

URL: 

Published: 1999-12-08  

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