| 研究課題/領域番号 |
19H02739
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34020:分析化学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
福山 真央 東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (40754429)
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| 研究分担者 |
白木 賢太郎 筑波大学, 数理物質系, 教授 (90334797)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | 自然乳化 / 逆ミセル / マイクロ流体 / ナノ粒子 / イムノアッセイ / マイクロ水滴 / エマルション / ソーティング / 細胞分離 / 界面活性剤 / Droplet microfluidics / マイクロ分析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
再生医療の分野においては「細胞の品質管理」の観点より、高速・高選択性・ダメージレスな細胞分離・精製法の開発が望まれる。しかし、現在普及するFluorescence Activated Cell Sorting system (FACS)やMagneticCell Sorting System (MACS)では、この3つの要件を同時に満たすことはできなかった。本研究では、ナノ粒子の逆ミセルへの輸送現象を細胞分離の原理として用い、超高速・ダメージレス細胞精製法の開発を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、自然乳化を利用したマイクロ水滴内イムノアッセイを確立した。1つ目の手法として、自然乳化による無機塩濃縮を利用し、ナノ粒子の界面へ集積化することで、サンドイッチイムノアッセイを確立した。また、2つ目の手法として、自然乳化による小分子の選択的分離を利用し、競合イムノアッセイを確立した。この手法では、1液滴中で細胞複数個からの分泌物について半定量的な検出が可能になった。
また、本研究を通じ、Span 80により自然乳化が起こる要因が分かった。Span 80の逆ミセルでは、小さいほど水の化学ポテンシャルが低くなり、その化学ポテンシャル差が自然乳化を駆動することが分かった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、自然乳化を利用したマイクロ水滴内イムノアッセイを確立した。特に、粒子を用いた手法では自然乳化による定量的濃縮操作を利用することで、マイクロ流体デバイスを用いることなくBF分離を実現できる可能性がある。本手法により、今後、細胞分泌物のハイスループットな検出とそれに基づく細胞分離が可能になると期待する。
また、Span 80を用いた自然乳化メカニズムを明らかにした。自然乳化は外力不要乳化法であり、エマルションのみならずナノ粒子やドラッグキャリアなどの材料合成にも応用されている。本成果を通じ、自然乳化を起こしうる新たな界面活性剤のデザインが可能になり、産業応用の拡大につながると期待する。
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