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遠心制御熱対流による分子反応促進と迅速多項目遺伝子測定法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H01798
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分27040:バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

斉藤 真人  大阪大学, 工学研究科, 助教 (80457001)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
14,820千円 (直接経費: 11,400千円、間接経費: 3,420千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード遠心熱対流 / PCR / ELISA / マイクロ流体デバイス / バイオセンサー / 遠心促進熱対流 / マイクロ流路 / microfluidics
研究成果の概要

遠心熱対流制御とこれを利用した同時多項目遺伝子検出を可能とするため、反応場の微小集積化したマイクロ流体デバイスの構築を目指した。微小環境下の熱流体のシミュレーション解析から伝熱と流体の挙動解析を行い、デバイス設計指針を得た。集積マイクロ流路と温調回転装置を試作し、薬剤耐性遺伝子の迅速多項目PCR検出に成功することができた。また、遠心熱対流を利用した抗原抗体反応の迅速検出も示すことができ、本技術は種々のバイオアッセイへの展開が可能であることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

マイクロ流路の集積チップと温調回転装置を試作し、これを用いて薬剤耐性遺伝子の迅速多項目PCR検出の実証に成功した。また、抗原抗体反応への応用も示した。これらの試みを通して遠心熱対流によるバイオアッセイの迅速化と多項目化が可能であることが示された。今後、本技術が、医療・健康に関連するマーカー計測、食品や農業における検査、環境などの衛生モニタリングなど社会の多岐にわたる分野へ応用展開することで、安心安全社会の構築への貢献が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 1.Deskilled and Rapid Drug-Resistant Gene Detection by Centrifugal Force-Assisted Thermal Convection PCR Device2021

    • 著者名/発表者名
      Wilfred Villariza Espulgar, Masato Saito*,Kazuya Takahashi,Sakiko Ushiro, Norihisa Yamamoto,Yukihiro Akeda, Shigeto Hamaguchi, Kazunori Tomono, Eiichi Tamiya
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 21 号: 4 ページ: 1225-1225

    • DOI

      10.3390/s21041225

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Utility of Centrifugation-Controlled Convective (C3) Flow for Rapid On-chip ELISA2019

    • 著者名/発表者名
      Wilfred Espulgar, Tatsuro Tadokoro, Eiichi Tamiya, Masato Saito
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 20150-20150

    • DOI

      10.1038/s41598-019-56772-6

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Developing integrated centrifugal convective PCR device for detection of drug-resistant gene2019

    • 著者名/発表者名
      Sakiko Ushiro, Masato Saito, Wilfred V. Espulgar, Eiichi Tamiya
    • 雑誌名

      μTAS2019 (proceedings)

      巻: - ページ: 1232-1233

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 遠心熱対流のためのマイクロ流路集積と迅速薬剤耐性遺伝子検出2020

    • 著者名/発表者名
      斉藤 真人, 後 早希子, Espulgar Wilfred
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 遠心熱対流による核酸分子増幅反応促進と微小反応場の集積検討2019

    • 著者名/発表者名
      後 早希子・齋藤 真人・Wilfred V. Espulgar・民谷 栄一
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] DEVELOPING INTEGRATED CENTRIFUGAL CONVECTIVE PCR DEVICE FOR DETECTION OF DRUG-RESISTANT GENE2019

    • 著者名/発表者名
      Sakiko Ushiro, Masato Saito, Wilfred V. Espulgar, and Eiichi Tamiya
    • 学会等名
      μTAS2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 遠心熱対流場の集積検討と薬剤耐性遺伝子の迅速検出2019

    • 著者名/発表者名
      後 早希子・齋藤 真人・Wilfred V. Espulgar・民谷 栄一
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Centrifugal microfluidics devices for bioassay2019

    • 著者名/発表者名
      Masato Saito
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会, シンポジウム ”Development of Biosensing Technology Targeting Sustainability Development Goals”「持続可能な開発目標を目指したバイオセンシングの開発と展開」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 遠心熱対流PCRの流路集積設計に向けたシミュレーション解析検討2019

    • 著者名/発表者名
      後 早希子、齋藤 真人、Wilfred Villariza Espulgar、民谷 栄一
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 遠心駆動力を利用したマイクロ流体制御とバイオアッセイへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤真人、Wilfred Esplugar、民谷栄一
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 遠心熱対流を利用した微小反応場中の遺伝子増幅反応の制御2018

    • 著者名/発表者名
      後 早希子, 齋藤 真人, 民谷 栄一
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 現場計測を指向したバイオセンシングシステムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤真人
    • 学会等名
      応用物理学会 有機分子・バイオエ レクトロニクス分科会 研究会「有機分子・バイオエレクトロニ クスの未来を観る」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 研究ノート「現場利用を指向したバイオセンサシステム」、生産と技術、平成31年夏号(71巻3号)p642019

    • 著者名/発表者名
      齋藤真人
    • 総ページ数
      112
    • 出版者
      生産技術振興協会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 4-2.遠心駆動マイクロ流体チップによるバイオアッセイ、バイオイノベーションに向けて~バイオテクノロジーの新技術からの新しい視点~ 監修: 植田充美2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤真人
    • 総ページ数
      258
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781314112
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 熱対流生成システム、流路チップ、及び熱対流生成装置2019

    • 発明者名
      齋藤真人、後早希子
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-153074
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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