2022 Fiscal Year Final Research Report
Detection method for 10-100nm nanofluidic engineering and application to single cell proteomics
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19H00850
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 28:Nano/micro science and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Mawatari Kazuma 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (60415974)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森川 響二朗 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (20796437)
Le ThuHacHuong 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (60752144)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ナノ流路 / 光回折 / 分析化学 / 単一細胞 / クロマトグラフィ |
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| Outline of Final Research Achievements |
Microfluidic engineering is widely used in chemistry, biology, and medicine and is now moving to an extreme size space, nanoscale. However, the detection is extremely difficult due to the small size. In this study, new detection method, photothermal optical diffraction (POD) was created for the space, which is based on the popular detection principle of light absorption. The proposed principles were confirmed, and the detection system was optimized. As a result, ultrasensitive detection (10 molecules) was realized in a 70 nm nanochannel. Then, separation analysis was integrated into the 70 nm nanochannels. The sampling size is fL scale which is much smaller than single cell volume, and the established technology will be a platform for single cell analysis. Overall, ultrasensitive detection and separation method in extreme size region below 100 nm were realized for the first time.
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| Free Research Field |
分析化学、マイクロナノ流体工学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
コロナウィルスなどナノレベルの物質を１個で分析するための極限分析手法が求められている。しかし、フラスコやビーカーなど従来のツールでは大きすぎて高感度分析は困難である。そこで、本研究では液体を扱う容器としては極限的に小さい10-100nm空間（ナノチャネル）で分析するプラットフォームを構築した。光吸収・発熱を利用して分子を10分子レベルで検出するPOD法を実現し、最小70nm空間での極限分析が可能となり、新しい学術ツールを創成できた。今後、本成果を用いて、ウィルス一個の検出やがんの原因であるエキソソーム（ナノ物質）１個を分析するツールになると期待され、医学や生物学に大きな貢献が期待できる。
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