2014 Fiscal Year Research-status Report
病態計測に用いるアミノ酸分析用マイクロチップの開発
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25330344
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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, 付置研究所, 准教授 (50285433)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | アミノ酸 / アミノアシルtRNA合成酵素 / バイオセンシング / 酵素 / 病態計測 / 小型装置 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、血中あるいは尿中のアミノ酸濃度を計測し、そのアミノ酸の濃度パターンである「アミノグラム」によって健康チェック、病態チェックを行うという画期的な手法を提案するものである。本研究期間内においては3～5種類程度の複数のアミノ酸濃度が計測可能な条件を確立することまでを目標とする。そして将来的には20種類のアミノ酸を同時計測可能なチップを開発することで、1枚のマイクロチップで複数の疾患が同時診断可能になると考えられる。
20種類の各アミノ酸を識別するための酵素としてアミノアシルtRNA合成酵素(aaRS)を用い、本年度はこのaaRSを固定化した微粒子を内容量が300μL程度のマイクロリアクターに充てんし、送液装置と接続したフロー型のセンサーシステムを作製し、その応答の評価や繰り返し使用のための洗浄条件などについて検討を行った。
その結果、リジン結合性のaaRSを固定化したリアクターでは数μM～400μMのリジンが20分程度の測定時間で選択的に計測できることを示した。また洗浄条件を検討することで、50～100回程度の繰り返し計測が可能であることも示した。
また、マイクロリアクターに関する研究とは別に、マイクロプレート内において少量のaaRS濃度で目的のアミノ酸濃度を計測可能な条件についても検討した。グリシンやアスパラギン、リジンなどに特異性を示す各aaRSを用いて評価を行い、少量の酵素濃度で効率よく計測可能なことも示した。
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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
26年度はマイクロリアクター型のセンシングシステムを構築し、50～100回程度繰り返し使用が可能な実験条件を見つけて、応答の評価を行い、広い濃度範囲で本システムが適用可能であることを示した。また、マイクロリアクターに関する研究とは別に、マイクロプレート内において少量のaaRS濃度で目的のアミノ酸濃度を計測可能な条件についても検討し、バックグランドのノイズを減らす検討や、少量の酵素で効率よく反応させるための条件についても検討し、本研究で提案しているaaRS酵素を用いることで各アミノ酸濃度が選択的に計測可能であることを示した。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度も引き続き、マイクロリアクター型のセンシングシステムの構築に関する研究と、マイクロプレート内において少量のaaRS濃度で目的のアミノ酸を計測するための研究を同時に進行させる。またHPLC（保有装置）やアミノ酸分析装置（保有装置）を用いて反応生成物や副生成物についての定量評価を行い、より適切な反応条件について検討を行う。
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| Causes of Carryover |
海外出張について、安価な航空券を入手できたことなどから余剰金が生じたものである。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
主に物品費として使用し、酵素の委託合成やHPLCのカラムの購入などに用いる。
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| Remarks |
広島市立大学 社会連携センター プロジェクト研究推進室
http://www.renkei.hiroshima-cu.ac.jp/proj_bio/
（組織変更のため、修正予定）
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