2022 Fiscal Year Annual Research Report
網羅的に病態の診断が可能なアミノ酸計測用小型装置の開発
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20K05237
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| Research Institution | Hiroshima City University |
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Principal Investigator |
釘宮 章光 広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (50285433)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | アミノ酸 / アミノアシルtRNA合成酵素 / アミノグラム / 生体計測 / バイオセンサー / ペーパーマイクロ流路デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請研究では、3～5種類程度の複数のアミノ酸濃度が同時に計測可能な、紙を分離・反応媒体に用いる「ペーパーマイクロ流路デバイス」を開発し、さらに、血液中に存在する濃度である5～1500 uMの20種類の各アミノ酸が選択的に計測可能であることを示すことを目標にして研究を進めた。
令和4年度は分岐アミノ酸であるバリン、ロイシン、イソロイシンにそれぞれ特異性を示すアミノアシルtRNA合成酵素（aaRS）のValRS、LeuRS、IleRSを用いてペーパーマイクロ流路デバイスを作製し、応答の評価を行った。その結果、数uM～80 uMの濃度域の各アミノ酸がそれぞれ選択的に定量可能であることを示した。また、より簡便で迅速、かつ直接的に応答の評価を行うためにUSBカメラを用いる計測・分析について新たに検討した。色解析ソフトを用いてRGBを計測することで、リアルタイムに検出部の呈色を計測できることを示した。
また、aaRSによる酵素反応についてより高感度で高分解能な計測を実現するために、マイクロプレートを用いて反応液中における酵素反応について、反応に関わる試薬のアデノシン三リン酸（ATP）や塩化マグネシウムなどの濃度を様々な条件設定をして検討を行った。その結果、より高感度に目的のアミノ酸であるバリン、ロイシン、イソロイシンを計測できることを示した。さらに、実サンプルを用いる応答の評価についても検討を行った。食品調味料や健康飲料中のバリン、ロイシン、イソロイシン、さらにヒスチジンの定量性の評価を行ったところ、いずれも夾雑物質の影響を受けることなく目的のアミノ酸が選択的に定量可能であることを示した。
今後は、本研究のシステムの小型化を目指してスマートフォンのような機器での即時解析を目指す。
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