2017 Fiscal Year Annual Research Report
PCR-free DNA diagnosis using dielectrophoresis
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16K14278
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
末廣 純也 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (70206382)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 誘電泳動 / DNA診断 / 遺伝子 / マイクロ流体デバイス / PCR |
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| Outline of Annual Research Achievements |
PCR法は病原性細菌やウイルスの検出法のひとつであり、対象のDNAを特異的に増幅することができる。通常、PCRによるDNA増幅の有無はゲル電気泳動によって確認されるが、この作業は煩雑で数時間を要する。そこで、研究代表者らのグループはDNA修飾微粒子の正の誘電泳動を用いたDNA検出法を考案した。微粒子に働く誘電泳動力を負から正に変化させるために微粒子1個当たり約100000個のDNAを結合させる必要がある。本研究の目的は、微粒子誘電泳動を用いたDNA検出法の高感度化である。負の誘電泳動であってもDNA結合量に伴って誘電泳動力が連続的に変化していることに着目し、負の誘電泳動力のわずかな変化を検出するマイクロ流体デバイスを考案した。これにより、究極的にはPCR増幅を必要としないDNA検出法の実現を目指した。本年度得られた主な研究成果は以下の通りである。
・昨年度開発した負の誘電泳動力の変化をDNA修飾ビーズの運動軌跡の変化として観察可能とするマイクロ流路デバイスに蛍光観察光学装置を組み合わせ、更にDNA修飾ビーズに蛍光ビーズを用いることで、ビーズ運動軌跡の変化を定量的に検出可能なシステムを新たに構築した。
・同デバイスを用いて、DNA修飾ビーズの運動軌跡の変化を定量化した。蛍光微粒子数が多いほどパルスが重畳されてパルスのピーク値が増加することがわかった。したがって、測定時間内に現れたパルスのピーク値の総和が蛍光微粒子数に依存すると考えられる。そこで、修飾条件ごとにピーク値の総和を算出したところDNA修飾量100DNA/particleの検出が可能であり、正の誘電泳動を用いる従来の手法と比較して約100倍の高感度化を達成した。
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