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ディスポーザブルなマイクロチップを用いた生体高分子の反応及び分離検出

研究課題

研究課題/領域番号 11450318
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物・生体工学
研究機関東京大学

研究代表者

藤井 輝夫  東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (30251474)

研究分担者 関 実  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (80206622)
山本 貴富喜  東京大学, 生産技術研究所, 助手 (20322688)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
2001年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2000年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
キーワードマイクロチップ / シリコーンゴム / 電気泳動分析 / 遺伝子増幅反応 / 生体外蛋白質合成 / キャピラリ電気泳動 / ディスポーザブルチップ / Micro-TAS / DNA解析 / ゲノム解析 / キャピラリー電気泳動 / μ-TAS
研究概要

本研究では、シリコン基板上に製作した構造を鋳型にして、シリコーンゴムを用いたマイクロモールディングを行うことによって安価でディスポーザブルなマイクロチップを製作することを目指して研究を進めてきた.最終年度である平成13年度は、前年度に引き続いて、フリーフロー電気泳動によるDNAの分離について、詳細を検討すると同時に、チップ上における遺伝子増幅反応や生体外蛋白質合成反応についても具体的な実験を通して、その可能性を検討した。
1)フリーフロー電気泳動
2インチ×3インチのガラス基板上に、電圧印加のためのクロムー金電極を形成し、その上にシリコーンゴム製の流路構造を張り合わせたハイブリッド構造のマイクロチップを製作し、ゲル溶液を分離マトリクスに用いてDNAの電気泳動分離を行った。その結果、ゲル濃度や印加電圧を調整することにより、100bp~数100bp程度のDNA断片について25bp程度の分解能で分離が行えることを確認した。分離速度は、2分程度であり、従来のスラブゲルを用いる方法に比べて十数倍の高速分離が可能である。
2)生化学反応
電気泳動と同様のガラス基板とシリコーンゴム製流路構造とを組み合わせたハイブリッド構造を用いて、温度制御を行いながら生化学反応を試みた。具体的には、55℃付近から95℃付近までの熱サイクルが必要となる遺伝子増幅反応と37℃付近で温度を一定に保つ必要がある生体外蛋白質合成反応について実験を行った。遺伝子増幅反応では700bp程度のDNA断片について、増幅が行えることを確認した。生体外蛋白質合成反応においては、緑色蛍光蛋白質(GFP)について合成を行い、実際に蛍光を検出することによって、反応が進むことを確認した。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2001 その他

すべて 雑誌論文 (12件) 文献書誌 (19件)

  • [雑誌論文] Microfabricated Polymer Chip for Capillary Gel Electrophoresis2001

    • 著者名/発表者名
      Hong,J.-W., Hosokawa, K., Fujii, T., Seki, M., Endo, I.
    • 雑誌名

      Biotechnology Progress Vol. 17, Issue 5

      ページ: 958-962

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of PDMS-based Microbiochemical Systems2001

    • 著者名/発表者名
      Fujii, T
    • 雑誌名

      Program & Abstracts, IUPAC International Conference on Analytical Sciences 2001, Tokyo 3A12

      ページ: 80-80

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] PDMS-based Microfluidic Devices for Biomedical Applications2001

    • 著者名/発表者名
      Fujii, T
    • 雑誌名

      Abstracts of Micro & Narro Engineering 2001 Conference, Grenoble

      ページ: 78-78

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Cell-free Protein Synthesis in PDMS-based Parallel Microreactors2001

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, T., Nojima, T., Fujii, T
    • 雑誌名

      Proceedings of Micro-TAS2001, Monterey CA

      ページ: 69-77

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Separation and Collection of a Specified DNA Fragment by Chip-based CE System2001

    • 著者名/発表者名
      Hong, J.-W., Hagiwara, H., Fujii, T., Machida, H., Inoue, M., Seki, M., Endo, I
    • 雑誌名

      Proceedings of Micro-TAS2001, Monterey CA

      ページ: 113-114

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Voltage Control for Separation and Collection of a Specified Fragment on a Chip2001

    • 著者名/発表者名
      Hong, J.-W., Hagiwara, H., Fujii, T, Machida, H., Inoue, M., Seki, M., Endo, I
    • 雑誌名

      第21回キャビラリー電気泳勤シンポジウム要旨集、神戸

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Microfabricated Polymer Chip for Capillary Gel Electrophoresis2001

    • 著者名/発表者名
      Hong, J.-W., Hosokawa, K., Fujii, T., Seki, M., Endo, I.
    • 雑誌名

      Biotechnology Progress Vol.17, Issue 5

      ページ: 958-962

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of PDMS-based Microbiochemical Systems2001

    • 著者名/発表者名
      Fujii, T.
    • 雑誌名

      Program & Abstracts, 1UPAC International Conference on Analytical Sciences 2001, Tokyo 3A12

      ページ: 80-80

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] PDMS-based Microfluidic Devices for Biomedical Applications2001

    • 著者名/発表者名
      Fujii, T.
    • 雑誌名

      Abstracts of Micro & Nano Engineering 2001 Conference, Grenoble

      ページ: 78-78

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Cell-free Protein Synthesis in PCOS-based Parallel Microreactors2001

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, T., Nojima, T., Fujii, T.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 5th International Conference on Miniaturized Chemical and Biochemical Analysis Systems (Micro-TAS2001) Monterey CA

      ページ: 69-71

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Separation and Collection of a Specified DNA Fragment by Chip-based CE System2001

    • 著者名/発表者名
      Hong, J.-W., Hagiwara, H., Fujii, T., Machida, H., Inoue, M., Seki, M., Endo, I.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 5th International Conference on Miniaturized Chemical and Biochemical Analysis Systems (Micro-TAS 2001) Monterey CA

      ページ: 113-114

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Voltage Control for Separation and Collection of a Specified Fragment on a Chip2001

    • 著者名/発表者名
      Hong, J.-W., Hagiwara, H., Fujii, T., Machida, H., Inoue, M., Seki, M., Endo, I.
    • 雑誌名

      第21回キャピラリー電気泳動シンポジウム要旨集、神戸

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hong, J.-W., Hosokawa, K., Fujii, T., Seki, M., Endo, I.: "Microfabricated Polymer Chip for Capillary Gel Electrophoresis"Biotechnology Progress. Vol.17, Issue 5. pp.958-pp.962 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Fujii, T.: "Development of PDMS-based Microbiochemical Systems"Program & Abstracts, IUPAC International Conference on Analytical Sciences 2001, Tokyo. 3A12. 80 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Fujii, T.: "PDMS- based Microfluidic Devices for Biomedical Applications"Abstracts of Micro & Nano Engineering 2001 Conference, Grenoble. 78 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yamamoto, T., Nojima, T., Fujii, T.: "Cell-free Protein Synthesis in PDMS-based Parallel Microreactors"Proceedings of Micro-TAS 2001, Monterey CA. pp.69-pp.71 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hong, J.-W., Hagiwara, H., Fujii, T., Machida, H, , Inoue, M., Seki, M., Endo, I.: "Separation and Collection of a Specified DNA Fragment by Chip-based CE System"Proceedings of Micro-TAS 2001, Monterey CA. pp.113-pp.114 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hong, J.-W., Hagiwara, H., Fujii, T., Machida, H., Inoue, M., Seki, M., Endo, I.: "Voltage Control for Separation and Collection of a Specified Fragment on a Chip"第21回キャピラリー電気泳動シンポジウム要旨集、神戸.

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hong,J.W.,Fujii,T.,Seki,M.,and Endo,I.: "Optimization of DNA Separation by Capillary Gel Electrophoresis on a Microfabricated Polymer Chip"Chemical Engineering Symposium Series. Vol.65. 177-180 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hong,J.W.,Hosokawa,K.,Fujii,T.,Seki,M.,and Endo,I.: "Microfabricated Structures for Bioseparation"Bioseparation Engineering, Progress in Biotechnology, Elsevier. 16. 69-74 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 藤井輝夫,福場辰洋,長沼毅,遠藤勲: "マイクロチップによる生化学反応分析技術の開発と極限環境微生物探査への応用"第1回極限環境微生物学会年会講演要旨集. 27-30 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Fujii,T.: "Downsizing Biochemical/Chemical Processes-Technologies and Future Perspectives-"Proceedings of the International Workshop on Microfactories (IWMF2000). 111-114 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Fujii,T.: "New Approach to Chemistry and Biochemistry through Microchip Technology"Proceedings of the Sixth International Micromachine Symposium. 105-109 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hong,J.W.,藤井輝夫,関実,山本貴富喜,遠藤勲: "PDMS.ガラスハイブリッドマイクロチップによる遺伝子解析"第20回キャピラリー電気泳動シンポジウム要旨集. 48-49 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Houg,J.W.,他: "An Inexpensive PDMS Microchip for Capillary Electrophoresis"Proc.Transducers'99. 760-763 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Houg,J.W.,他: "Bioseparation of Biomolecules in Microfabricated Structures"Proc.RRR'99. (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Seki,M.,他: "μBioChemical Engineering"Proc.YABEC'99. 13-15 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 藤井輝夫: "マイクロ生化学システムの開発"第4回バイオ・ナノエレクトロニクス研究センターシンポジウム講演集. 8-17 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 藤井輝夫: "ディスポーザブル電気泳動チップとその周辺技術"第19回キャピラリー電気泳動シンポジウム講演要旨集. 18-19 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hosokawa K.,Fujii T.and Endo I.: "Handling of Picoliter Liquid Samples in a PDMS-based Microfluidic Device"Analytical Chemistry. 71・20. 4781-4785 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 藤井輝夫、他: "マイクロリアクター -技術の現状と展望-"住化技術情報センター. 241 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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