2021 Fiscal Year Research-status Report
ラベルフリーで多重感染定量検出可能なCD型EISのケニアにおける検証研究
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20KK0251
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
武居 昌宏 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (90277385)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
オケヨ ケネディオモンディ 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 講師 (10634652)
川嶋 大介 千葉大学, 大学院工学研究院, 日本学術振興会特別研究員(PD) (10813785)
彦坂 健児 千葉大学, 大学院医学研究院, 准教授 (30456933) [Withdrawn]
坂本 寛和 千葉大学, 大学院医学研究院, 特任助教 (40724349)
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| Project Period (FY) |
2020-10-27 – 2024-03-31
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| Keywords | 電気計測 / インピーダンス / スペクトロスコピー / 感染症 / アフリカ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
R3年度は昨年度に引き続き(1)EIS検出装置の機器設計および(2)感染細胞の特性評価を実施した。実施項目の詳細は以下の通りである。
(1)EIS検出装置の機器設計においては、主に、インピーダンス計測部であるアナライザの設計、計測部切替のためのスイッチングの設計が主な実施内容である。アナライザの設計については、Arduino nanoとADC/DAC変換を組み合わせたコンパクトなインピーダンスアナライザを構成した。スイッチング部については、マルチプレクサを利用し、複数個あるセンサを切り替えられるように構成した。また、３つのキャリブレーション用抵抗を配備し、精度向上化を図った。さらに、同軸コネクタを利用した2電極センサで構成した。これらを円盤型のPCB基板に実装し、遠心分離機一体型のEIS検出早期のプロトタイプ機を開発した。現段階で周波数範囲はf=1kHz～100kHzをカバーしている。
(2)感染細胞の特性評価について検討した。模擬サンプルとして、鶏血液中の赤血球に存在する細胞核をマラリア原虫と見立てて、上述のプロトタイプ機を利用して、鶏血液の誘電特性解析と鶏の赤血球中に存在する細胞核の検出実験を試みた。また、コントロールとしてブタ血液(細胞核なし)を利用した。現在のところ、細胞核の有無により誘電率の違いが確認されている。しかしながら、電界シミュレーションを実施した結果としては、周波数f=72kHz周辺で寄生虫感染細胞に起因した誘電率のロスファクター変化が観測されると予想されているが、実験結果との相関はまだ確認されていないため、計測精度の改善が必要な状況にある。一方、寄生虫感染赤血球のIn vitro培養系については準備が進められている。
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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
ケニア側共同研究者とはweb会議と電子メイルを用いて頻繁にやり取りをしている。2021年11月8日～13日にケニア国のキスムで開催された、5th Africa International Biotechnology and Biomedical Conference (AIBBC 2021)には、若手研究者である川嶋研究員と研究代表者の武居が参加予定であったが、コロナの影響のため渡航は見送り オンラインで川嶋研究員が招待講演で発表を行った。 ２０２２年度に、ケニアの研究機関に赴き、現地でのデータ解析およびシステム構成へのフィードバックによりプロトタイプ機を完成させるための準備を整えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は感染動物モデルを利用したプロトタイプ機による特性評価を実施する予定である。主にフェーズ(P)3のプロトタイプ機の改良、検出精度の評価と、有効性検証を行う。ケニアへの渡航を予定しているが、COVID-19の感染状況次第でオンラインでの対応や、動物モデルの検証を日本側で実施することも検討し、柔軟に対応する。ケニア側共同研究者とは、月に一度web会議にて議論を行う。
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