2022 Fiscal Year Annual Research Report
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21K19938
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
安浦 雅人 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20760408)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
芦葉 裕樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (90712216)
平間 宏忠 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (40748779)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Keywords | エマルション / デジタルアッセイ / 光センシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、デジタルエマルション法を用いた薬剤耐性菌感染症の迅速診断技術開発に向けた液滴高速生成・測定系の構築を実施した。膜乳化法に用いるポアサイズ等の探索により、5～50μmφのエマルション（sub-pL～pLサイズ）について、油中液滴を1分以内に総体積1mL以上得ることに成功した。生成された液滴を短時間で観測する光学系として、油中液滴の油相と水相の屈折率を調整し、透明化した液滴を角型セルに充填し、シート光照射による2次元測定をスライス状に繰り返すことで擬3次元計測を可能とする測定系を開発した。更に、前述の液滴生成系を用いて作成した模擬サンプルを用いて、厚さ10mmの液滴集合体に含まれる蛍光色素入り液滴を5分で検出・識別することに成功した 。今年度は、本計測系での液滴安定性向上を目的とした、ハイドロゲルによる可逆性ゲルカプセル方式の開発に成功し、ハイドロゲルカプセルが高い機械強度と熱耐性を持つことを、ゲルドロップレットPCRを実施することで実証した。このハイドロゲルカプセルは、分散媒を架橋解消剤添加オイルに置換することで、容易にゾル状態にすることができるため、ゲルカプセル内容物の追解析が容易であることも利点である。屈折率の調整は、油相材料を混合することで水相の屈折率と整合させる形で行い、厚さ15mmの液滴集合体に関してヘイズが20%未満の透明化液滴スタックの形成に成功した。光学測定系は、電動ステージを用いて被測物の自動昇降によりシート光を最大5000μm/sで掃引できるシート光掃引系と、掃引と同期した撮像を行う連続断層像撮像系を開発した。これらの技術を組み合わせることにより、10の9～10乗個の液滴を1分以内に測定するという、既存のエマルション用フローサイトメトリー系よりも3桁程度高い処理能力を実現しうる計測系構築の技術的基盤を確立した。
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