2019 Fiscal Year Annual Research Report
誘電泳動を駆使した循環腫瘍細胞検出システムの実用化にむけた基盤技術の開発
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17H04704
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| Research Institution | Kure National College of Technology |
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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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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 誘電泳動 / 癌 / 計測工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，血液中の循環腫瘍細胞を抗原抗体反応や免疫染色等を行わず，ラベルフリーで高感度検出可能な装置の実現に向けて基盤技術の確立を目指している．令和元年度は単一細胞レベルでの電気的特性の違いによる細胞判別手法を確立するために下記のデバイス設計及び電磁界解析による評価・検討を行った．
(1) 絶縁体ベース誘電泳動による単一細胞解析デバイスの設計・解析を行った．絶縁体ベース誘電泳動を用いて細胞の電気的特性解析を行うには，誘電泳動を発生するために必要な交流電圧の印加周波数に対する細胞の移動速度を測定する必要がある．今年度は，クリークギャップ形状の絶縁体ペアの中心線上を一定の速度で移動可能な絶縁体形状を設計し，その有効性を評価した．
(2) 電磁界解析ソフトを用いたリング共振器の設計および細胞判別の実現性を評価した．またプロトタイプを試作し，予備実験として生理食塩中のマイクロ粒子の有無による共振周波数測定を行い，共振周波数の変化は確認されたが，Q値が小さく高感度・高分解能のためには高Q値化が必要となる．そこで，トランジスタの負性抵抗回路を導入することで，高Q値化(24倍)を実現するとともに，細胞種よって共振周波数が異なることを確認した．
(3)誘電泳動デバイスの臨床応用を目指し，臨床現場においてデバイスを簡便に取り扱い可能な非接触給電式誘電泳動デバイスを設計した．設計したデバイスは，高効率に広帯域交流電界を給電可能である．設計したデバイスのプロトタイプを試作し，マイクロ粒子を用いてその有効性を明らかにした．
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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．なお，当初はエレクトローテーションによって単一細胞の誘電泳動特性を測定する予定であったが，絶縁体ベース誘電泳動を採用することで，広帯域での周波数特性が測定可能となった．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策としては，これまで解析・設計してきたデバイスのプロトタイプを作成し，マイクロビーズを用いた実証実験を行い，その有効性を明らかにする．
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Research Products
(9 results)
