血中循環腫瘍細胞センシングを行うマイクロ流体デバイスの開発

• 研究課題/領域番号: 15K16320
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生体医工学・生体材料学
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 田畑 美幸 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, テニュアトラック助教 (00636839)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: バイオセンサ / 血中循環腫瘍細胞 / 乳がん

研究成果の概要

本研究では、電界効果トランジスタの原理を用いた超高感度電位計測バイオセンサにより血中循環腫瘍細胞（Circulating Tumor Cells: CTC）の検出と核酸解析を行う小型・可搬型デバイスの創製に関する研究を行うことを目的とした。プローブ分子を固定化した表面を用いてCTCモデルの乳がん上皮細胞をセンサに固定化し、電気計測を行った。がん細胞はシアル酸に由来する負電荷を有するため、腫瘍細胞表面のシアル酸発現量の違いに伴い、がん細胞と上皮細胞を電気的に識別することに成功した。その中に含まれる核酸の解析を行うことにより、がんの早期診断デバイスの創製を目指した。

研究成果

• [国際共同研究] EPFL(スイス)
• [雑誌論文] Real-time Monitoring and Detection of Primer Generation-Rolling Circle Amplification of DNA Using an Ethidium Ion-selective Electrode (2016)
  • 著者名/発表者名: Ayaka Seichi, Nanami Kozuka, Yuko Kashima, Miyuki Tabata, Tatsuro Goda, Akira Matsumoto, Naoko Iwasawa, Daniel Citterio, Yuji Miyahara, Koji Suzuki
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: 32 号: 5 ページ: 505-510
  • DOI: 10.2116/analsci.32.505
  • NAID: 130005150940
  • ISSN: 0910-6340, 1348-2246
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of Rapid Amiloride-Dependent pH Changes at the Cell Surface Using a Proton-Sensitive Field-Effect Transistor (2016)
  • 著者名/発表者名: Daniel Schaffhauser, Michael Fine, Miyuki Tabata, Tatsuro Goda, Yuji Miyahara
  • 雑誌名: Biosensors 巻: 6 (2) 号: 2 ページ: 11-11
  • DOI: 10.3390/bios6020011
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Label-free and Electrochemial Detection of Nucleic Acids Based on Isothermal Amplification in Combination with Solid-state pH Sensor (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Tabata, Yurika Katayama, Fahmida Mannan, Ayaka Seichi, Koji Suzuki, Tatsuro Goda, Akira Matsumoto, Yuji Miyahara
  • 雑誌名: Procedia Eng. 巻: 168 ページ: 419-422
  • DOI: 10.1016/j.proeng.2016.11.534
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Miniaturized Ir/IrOx pH Sensor for Quantitative Diagnosis of Dental Caries (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Tabata, Chindanai Ratanaporncharoen, Aoi Asano, Yuichi Kitasako, Masaomi Ikeda, Tatsuro Goda, Akira Matsumoto, Junji Tagami, Yuji Miyahara
  • 雑誌名: Procedia Eng. 巻: 168 ページ: 598-601
  • DOI: 10.1016/j.proeng.2016.11.223
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Real-time Monitoring and Detection of Primer Generation-rolling Circle Amplification of DNA using an Ethidium Ion Selective Electrode (2016)
  • 著者名/発表者名: Ayaka Seichi, Nanami Kozuka, Yuko Kashima, Miyuki Tabata, Tatsuro Goda, Akira Matsumoto, Naoko Iwasawa, Daniel Citterio, Yuji Miyahara, Koji Suzuki
  • 雑誌名: Anal. Sci 巻: -
  • NAID: 130005150940
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potentiometric Responses of Ion-Selective Microelectrode with Bovine Serum Albumin Adsorption (2016)
  • 著者名/発表者名: Tatsuro Goda, Eriko Yamada, Yurika Katayama, Miyuki Tabata, Akira Matsumoto, Yuji Miyahara
  • 雑誌名: Biosens. Bioelectron. 巻: 77 ページ: 208-214
  • DOI: 10.1016/j.actbio.2016.02.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Boronate-functionalized Polymer Gel-based Insulin Delivery System with Improved Stability in Performance: A Comparative Structure–Function Study (2016)
  • 著者名/発表者名: Akira Matsumoto, Mai Yuasa, Mai Sanjo, Miyuki Tabata, Tatsuro Goda, Toru Hoshi, Takao Aoyagi, Yuji Miyahara
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 45 号: 4 ページ: 460-462
  • DOI: 10.1246/cl.151177
  • NAID: 130005143983
  • ISSN: 0366-7022, 1348-0715
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Electrical detection of nucleic acid amplification for point-of-care testing (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Tabata
  • 学会等名: 4th Joint Symposium between IBB/TMDU and Chulalongkorn University on Biomedical Materials and Engineering
  • 国際学会
• [学会発表] パターン化Ir/IrOxセンサの作製とリキッドバイオプシーへの応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 田畑美幸，合田達郎，松元亮，宮原裕二，吉岡祐亮，落谷孝広
  • 学会等名: 平成29年度生体医歯工学共同研究拠点成果報告会
• [学会発表] リキッドバイオプシーを指向したmicroRNA定量検出デバイス (2018)
  • 著者名/発表者名: 田畑美幸，吉岡祐亮，合田達郎，松元亮，落谷孝広，宮原裕二
  • 学会等名: 第2回 Liquid Biopsy研究会
• [学会発表] pH検出に基づく小型核酸定量デバイスの創製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田畑美幸，Enrico Tenaglia，合田達郎，松元亮，Carlotta Guiducci，宮原 裕二
  • 学会等名: 生体医歯工学共同研究拠点成果報告会
  • 発表場所: 東京医科歯科大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2017-03-24
• [学会発表] Miniaturized wireless pH sensor for on-site monitoring (2017)
  • 著者名/発表者名: Chindanai Ratanaporncharoen，石原昇，田畑美幸，合田達郎，松元亮，益 一哉，Mana Sriyudthsak，宮原 裕二
  • 学会等名: 生体医歯工学共同研究拠点成果報告会
  • 発表場所: 東京医科歯科大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2017-03-24
• [学会発表] Label-free electrochemical monitoring of isothermal nucleic acid amplification using micro pH sensors (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Tabata, Tatsuro Goda, Akira Matsumoto, Yuji Miyahara
  • 学会等名: 4th COINS symposium
  • 国際学会
• [学会発表] abel-free microRNA detecting sensors for liquid biopsy (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Tabata, Yusuke Yoshioka, Tatsuro Goda, Akira Matsumoto, Takahiro Ochiya, Yuji Miyahara
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Biomedical Engineering
  • 国際学会
• [学会発表] 第34回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム・参加報告（バイオ） (2017)
  • 著者名/発表者名: 田畑美幸
  • 学会等名: 有機機能材料のリソグラフィー加工コンソーシアム第26回定例会
  • 招待講演
• [学会発表] pH検出に基づく核酸の増幅と検出を行う小型デバイスの創製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田畑美幸，合田達郎，松元亮，宮原裕二
  • 学会等名: 第34回センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム
• [学会発表] 電気化学検出による小型・可搬型核酸定量デバイスの創製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田畑美幸
  • 学会等名: 平成29年度E部門総合研究会
• [学会発表] Label-free nucleic acid amplification detection using micro pH devices (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Tabata, Enrico Tenaglia, Tatsuro Goda, Akira Matsumoto, Carlotta Guiducci, Yuji Miyahara
  • 学会等名: European Advanced Materials Congress 2017
  • 国際学会
• [学会発表] pH-based nucleic acid amplification detection on a silicon nanowire chip (2016)
  • 著者名/発表者名: Tabata M, Tenaglia E, Goda T, Matsumoto A, Guiducci C, Miyahara Y
  • 学会等名: International Symposium on Biomedical Engineering
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2016-11-10
  • 国際学会
• [学会発表] Label-free and electrochemical detection of nucleic acids based on isothermal amplification in combination with solid-state pH sensor (2016)
  • 著者名/発表者名: Tabata M, Katayama Y, Mannan F, Seichi A, Suzuki K, Goda T, Matsumoto A, Miyahara Y
  • 学会等名: Eurosensors2016
  • 発表場所: Budapest, Hungary
  • 年月日: 2016-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] Miniaturized Ir/IrOx pH sensor for quantitative diagnosis of dental caries (2016)
  • 著者名/発表者名: Tabata M, Ratanaporncharoen C, Asano A, Kitasako Y, Ikeda M, Goda T, Matsumoto A, Tagami J, Miyahara Y
  • 学会等名: Eurosensors2016
  • 発表場所: Budapest, Hungary
  • 年月日: 2016-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] Fabrication of Micro Ir/IrOx pH Sensor for Dental Applications, (2016)
  • 著者名/発表者名: Chindanai Ratanaporncharoen, Miyuki Tabata, Yuichi Kitasako, Masaomi Ikeda, Junji Tagami, Tatsuro Goda, Akira Matsumoto, Yuji Miyahara
  • 学会等名: PITTCON 2016
  • 発表場所: Atlanta, USA
  • 年月日: 2016-03-06
  • 国際学会
• [学会発表] 小型・簡易microRNA解析デバイス (2016)
  • 著者名/発表者名: 松元亮，田畑美幸，合田達郎，宮原裕二
  • 学会等名: COINS 第5回全体会議
  • 発表場所: ナノ医療イノベーションセンター: iCONM（神奈川県川崎市）
  • 年月日: 2016-01-22
• [学会発表] Development of mixed nano-structure composed of self-assembled monolayer and ultra-thin silver chloride for electrochemical biosensing (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Tabata, Tatsuro Goda, Akira Matsumoto, Yuji Miyahara
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] 細胞機能の非破壊定量評価と医療への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田畑美幸，合田達郎，松元 亮，宮原裕二
  • 学会等名: ソニーサポートファンドオープンハウス
  • 発表場所: 東京医科歯科大学Ｍ＆Ｄタワー２６階 ファカルティラウンジ（東京都文京区）
  • 年月日: 2015-11-24
• [学会発表] Electrochemical quantitative monitoring of isothermal nucleic acid amplification (2015)
  • 著者名/発表者名: Akira Matsumoto, Miyuki Tabata, Huiyong Yang, Fahmida Mannan, Yurika Katayama, Tatsuro Goda T, Ayaka Seichi, Koji Suzuki, Yuji Miyahara
  • 学会等名: 2nd COINS International Symposium
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2015-11-24
  • 国際学会
• [学会発表] 微細加工技術による機能性電極材料の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田畑美幸，由比藤勇，加藤邦男，関口哲史，合田達郎，松元 亮，宮原裕二
  • 学会等名: 第6回6大学6研究所連研プロジェクト公開討論会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2015-11-20
• [学会発表] マイクロpHセンサを用いた等温核酸増幅の電気化学的リアルタイムモニタリング (2015)
  • 著者名/発表者名: 片山由梨佳，田畑美幸，合田達郎，松元 亮，星地彩花，鈴木孝治，宮原裕二
  • 学会等名: 第37回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府京都市）
  • 年月日: 2015-11-09
• [学会発表] 自己組織化膜/塩化銀ナノ混合表面の構築と核酸検出バイオセンサへの応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田畑美幸，合田達郎，松元 亮，宮原裕二
  • 学会等名: 第37回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府京都市）
  • 年月日: 2015-11-09
• [学会発表] 自己組織化有機単分子膜/AgClナノ混合表面の構築と核酸検出バイオセンサへの応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田畑美幸，合田達郎，松元 亮，宮原裕二
  • 学会等名: 第32回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2015-10-28
• [学会発表] Real-time monitoring and detection of primer generation-rolling circle amplification of DNA using an ethidium ion selective electrode (2015)
  • 著者名/発表者名: Ayaka Seichi, Nanami Kozuka, Yuko Kashima, Miyuki Tabata, Tatsuro Goda, Akira Matsumoto, Naoko Iwasawa, Daniel Citterio, Yuji Miyahara, Koji Suzuki
  • 学会等名: The 16th Beijing Conference and Exhibision on Instrumental Analysis (BCEIA2015)
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2015-10-27
  • 国際学会
• [学会発表] 気化学的核酸定量デバイスの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田畑美幸，片山由梨佳，マンナン・ファミーダ，星地彩花，鈴木孝治，合田達郎，松元亮，宮原裕二
  • 学会等名: 戦略的創造研究推進事業（JST CREST・さきがけ）戦略目標「プロセスインテグレーションによる次世代ナノシステムの創製」3研究領域第3回合同公開シンポジウム
  • 発表場所: 品川コクヨホール（東京都港区）
  • 年月日: 2015-09-29
  • 招待講演
• [学会発表] Real-time monitoring and detection of primer generation-rolling circle amplification of DNA using an ethidium ion selective electrode (2015)
  • 著者名/発表者名: Ayaka Seichi, Nanami Kozuka, Yuko Kashima, Miyuki Tabata, Tatsuro Goda, Akira Matsumoto, Naoko Iwasawa, Daniel Citterio, Yuji Miyahara
  • 学会等名: RSC Tokyo International Conference 2015
  • 発表場所: Chiba, Japan
  • 年月日: 2015-09-03
  • 国際学会
• [学会発表] Electrochemical label-free degranulation monitoring for in-situ evaluation of cellular function (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Tabata , Tatsuro Goda, Akira Matsumoto, Yuji Miyahara
  • 学会等名: the 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: Milan, Italy
  • 年月日: 2015-08-25
  • 国際学会
• [学会発表] Electrochemical real-time monitoring of isothermal nucleic acid amplification for quantitative analysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Tabata, Huiyong Yang, Fahmida Mannan, Yurika Katayama, Tatsuro Goda, Akira Matsumoto Ayaka Seichi, Koji Suzuki, Yuji Miyahara
  • 学会等名: The 18th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (TRANSDUCERS 2015)
  • 発表場所: Anchorage, Alaska
  • 年月日: 2015-06-22
  • 国際学会
• [学会発表] 小型・簡易microRNA解析デバイス (2015)
  • 著者名/発表者名: 松元亮，田畑美幸，合田達郎，宮原裕二
  • 学会等名: COINS 第４回全体会議
  • 発表場所: ナノ医療イノベーションセンター: iCONM（神奈川県川崎市）
  • 年月日: 2015-06-19
• [学会発表] Design and fabrication of functional solid-state electrodes for liquid biopsy (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Tabata, Isamu Yuitoo, Kunio Katou, Tetsushi Sekiguchi, Tatsuro Goda, Akira Matsumoto, Yuji Miyahara
  • 学会等名: The 6th International Symposium on Advanced Materials Development and Integration of Novel Structured Metallic and Inorganic Materials (AMDI-6)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2015-06-09
  • 国際学会
• [図書] がんの簡易検査を目指した体液中循環核酸の電気化学的解析技術 (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Tabata, Yuji Miyahara
  • 総ページ数: 12
  • 出版者: CMC publishing Co.
• [図書] Electrochemical Biosensors Combined with Isothermal Amplification for Quantitative Detection of Nucleic Acids (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Tabata, Bo Yao, Ayaka Seichi, Koji Suzuki, Yuji Miyahara
  • 総ページ数: 17
  • 出版者: Springer
• [図書] バイオトランジスタによる生体分子計測 (2016)
  • 著者名/発表者名: Tatsuro Goda, Miyuki Tabata, Yuji Miyahara
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: CMC publishing Co.
• [図書] Field-Effect Transistors for Detection of Biomolecular Recognition (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Tabata, Tatsuro Goda, Akira Matsumoto, Yuji Miyahara
  • 総ページ数: 13
  • 出版者: Springer
• [図書] Electrical and Electrochemical Monitoring of Nucleic Acid Amplification (2016)
  • 著者名/発表者名: Tatsuro Goda, Miyuki Tabata, Yuji Miyahara
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: Frontier
• [備考] 宮原裕二研究室 東京医科歯科大学
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/bsr/index.html