2015 Fiscal Year Annual Research Report
デジタル化ナノチャネルに基づく単一細胞オミクス計測技術の確立
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26706010
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
許 岩 大阪府立大学, 21世紀科学研究機構, 講師 (90593898)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | デジタル化ナノチャネル / 単一細胞オミクス / 細胞計測 / ハイスループット計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
代表者がこれまで培ってきたナノチャネル技術と１分子計測技術に基づいて、単一細胞内のすべての生体分子を１分子単位かつハイスループットで計測することが可能な技術としてデジタル化ナノチャネル（DN）を提案するとともに、これに基づく全く新しい細胞計測技術の確立が本研究の目的である。
平成２７年度は、DNのコンセプトを実現するため、抗体の高密度固定化、標識体検出範囲の確認、非特異吸着の抑制法の開発に取り組んだ。（１）標的タンパク質を高効率的に捕獲するために、DN内抗体の高密度アレイ化の流体制御、試薬濃度、反応時間などの条件だし実験を行い、それぞれの条件をおおまかに明らかにした。（２）高感度で１分子の信号を容易に検出するために、標識体を利用してDNによって標識体に由来するドット状の蛍光を、極微弱蛍光を検出できるEM-CCDカメラを用いて検出した。使用している標識体は適合していることを証明した。（３）DN内タンパク質非特異吸着抑制のため、生体膜の構成成分であるホスホリルコリン（PC）基を有するリン脂質モノマーの合成と評価を行った。定性評価と定量評価の両方から、合成したリン脂質モノマーは良好なタンパク質吸着抑制効果を有することがわかった。さらに、ナノスケールにおいて合成したリン脂質モノマーを用いたコーティング技術を試した。
上記以外、現在のDNチップを用いた１分子検出のプロセスをさらにシンプルにするため、ナノ粒子を利用した新しいDN技術も探索した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
平成２７年度は、研究実績の概要で述べたように、抗体の高密度固定化、標識体検出範囲の確認、非特異吸着の抑制法の開発など当初に計画した項目を全部に取り組んで各項目の目標をほぼ実現した。また、現在のDNでは、１分子捕捉も１分子検出もナノチャネル内で行う仕組みとなっているため、反応ステップが多いというデメリットがある。これに対し、ナノ粒子よりナノチャネル外で１分子捕捉してナノチャネル内で１分子検出するという改良したDN技術の探索を始めているところである。従って、平成２７年度は当初計画以上に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２８年度は、DNのコンセプトの実現にあたり存在する下記の課題を取り組む。
（１）１分子検出におけるダブルカウントや、その逆のカウント漏れを防ぐため、チップの構造的な改良を加え、観察しやすいチップを作り出すことによって実験の効率化と検出精度の向上を目指す。
（２）１分子検出率をさらに向上させるため、DN内の流体が静止できるようなバルブの構築や、高性能な分析ツールの導入、またはDNチップの構造、試薬濃度、反応時間、反応温度など、DN構造内でシトクロムcを捕獲する為の最適条件を更に検討する。
（３）１分子検出精度を向上させるため、昨年度に合成したMPC-Siを用いてDNにおけるタンパク質非特異吸着の抑制効果にいて評価する。
（４）余裕がある場合、QDを用いる検出法に適合したDNチップの再生法を開発する。DNを含むナノ流体デバイスを用いた研究開発の効率面・経済面を促進する。
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| Causes of Carryover |
10/25-10/29開催の国際学会「MicroTAS」に参加する予定だったが、出張をキャンセルしたため、その学会参加表の予算が残った。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度プロジェクトを推進するための実験用消耗品・試薬・基板などの購入費用等に使用する予定である。
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| Remarks |
許研究室HPには本研究の最新の研究結果に関して随時を発信しています。
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