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低侵襲出生前診断を革新する統合型細胞プロセッシングデバイスの実証

研究課題

研究課題/領域番号 20K21100
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分27:化学工学およびその関連分野
研究機関千葉大学

研究代表者

関 実  千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (80206622)

研究分担者 山田 真澄  千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30546784)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードマイクロ流体デバイス / 医療診断 / 細胞分離 / 染色 / 出生前診断 / 細胞検出 / リキッドバイオプシー / 水力学的濾過 / 有核赤血球
研究開始時の研究の概要

本研究は,母体血中に微量に存在する胎児由来の赤血球を用いた「低侵襲性の出生前診断」を,迅速・簡便・自動的に行うための革新的な装置を開発することが目的である。マイクロ流路内のフロー系を巧みに利用することで,「濃縮・選抜し」「効率的な溶液交換によって多段階の化学処理を行い」さらに「捕捉し解析する」,という煩雑な操作を,一連のシステムとして名刺サイズの流体デバイスに組み込んだ自動的システムの開発を目指している。

研究成果の概要

母体血中にわずかに存在する「胎児由来有核赤血球(NRBC)」を利用した新型出生前診断を革新するための基盤技術の開発を目指し,「確度が高く」「低侵襲で」「操作が自動化され」「その場での迅速診断を可能とする」,システムの実現を目標とした検討を行った。そのために,極めて少数しか存在しない細胞を「濃縮・選抜」し,「多段階の化学処理による染色体の可視化」し,「光学的解析のために捕捉」するという一連の操作を,それぞれ高効率に実現するマイクロ流体システムを提案し,それらの性能を評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

胎児の染色体異常を,迅速かつ正確に検出するための「出生前診断技術」のニーズが飛躍的に高まっているが,母体血中にわずかに存在するNRBCを利用した診断手法は未だ発展の途上にある。NRBCのような極めて希少な細胞を診断に用いるためには,選抜から検出に至る一連の操作の効率を劇的に向上させる必要がある。そのような技術開発にチャレンジすることによって,最終的には出生前診断技術に革新をもたらす知見が得られるものと期待された。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Sheath Flow Genarator Implementing PDMS Sponges for Microfluidic Particle Sorting Systems2022

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Hayashi, Runa Hemmi, Masumi Yamada, and Minoru Seki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 26th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2022)

      巻: 1 ページ: 203-204

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Process Simplification and Structure Design of Parallelized Microslit Isolator for Physical Property-based Capture of Tumor Cells2022

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Shimmyo, Mayu Furuhata, Masumi Yamada*, Rie Utoh, and Minoru Seki
    • 雑誌名

      Analyst

      巻: 147 号: 8 ページ: 1622-1630

    • DOI

      10.1039/d2an00052k

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gentle Trap-and-release Mechanism for Multistep Cell Processing Using PDMS Sponge-integrating Microfluidic Devices2020

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Miura, Masumi Yamada, Rie Utoh, and Minoru Seki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 24th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2020)

      巻: 1 ページ: 732-732

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parallelized Microfluidic Thin Cell Trappers for Effectively Selecting Blood Circulating Tumor Cells2020

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Shimmyo, Makoto Furuhata, Masumi Yamada, Rie Utoh, and Minoru Seki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 24th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2020)

      巻: 1 ページ: 1155-1156

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] スフェロイドの形成・潅流培養・観察・回収を効率化する多孔性チャンバーの開発2023

    • 著者名/発表者名
      高木真惟,山田真澄,鵜頭理恵,関 実
    • 学会等名
      化学工学会第88年会,東京農工大学 小金井キャンパスおよびオンライン
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Sheath Flow Genarator Implementing PDMS Sponges for Microfluidic Particle Sorting Systems2022

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Hayashi, Runa Hemmi, Masumi Yamada, and Minoru Seki
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2022), Online, and Hangzhou International Expo Center, Hangzhou, China
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シリコーンスポンジ統合型マイクロ流路を用いた動物細胞の効率的捕捉2021

    • 著者名/発表者名
      三浦菜摘,山田真澄,鵜頭理恵,関 実
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第43回研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチレーン薄層マイクロ流路における血中がん細胞の捕捉挙動の評価2021

    • 著者名/発表者名
      新名菜摘,古畑 誠,山田真澄,鵜頭理恵,関 実
    • 学会等名
      分離技術会年会2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 並列平板型マイクロ流体デバイスの深さ制御による循環がん細胞の高効率捕捉2021

    • 著者名/発表者名
      新名菜摘,古畑 誠,山田真澄,鵜頭理恵,関 実
    • 学会等名
      化学工学会第86年会(オンライン)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] シリコーンスポンジを用いる細胞の効率的捕捉・染色プロセス2020

    • 著者名/発表者名
      三浦菜摘, 山田真澄,鵜頭理恵,関 実
    • 学会等名
      化学工学会第51回秋季大会(オンライン)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 多孔性基材を統合したマイクロ流体デバイスを用いる溶液交換システム2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤丈流, 山田真澄, 関 実
    • 学会等名
      令和2年度E部門総合研究会(バイオ・マイクロシステム研究会)(オンライン)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 薄層並列型マイクロ流路を用いた血中循環がん細胞の捕捉2020

    • 著者名/発表者名
      新名菜摘,古畑 誠,山田真澄,鵜頭理恵,関 実
    • 学会等名
      令和2年度E部門総合研究会(バイオ・マイクロシステム研究会)(オンライン)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Parallelized Microfluidic Thin Cell Trappers for Effectively Selecting Blood Circulating Tumor Cells2020

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Shimmyo, Makoto Furuhata, Masumi Yamada, Rie Utoh, and Minoru Seki
    • 学会等名
      The 24th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2020), online
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gentle Trap-and-release Mechanism for Multistep Cell Processing Using PDMS Sponge-integrating Microfluidic Devices2020

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Miura, Masumi Yamada, Rie Utoh, and Minoru Seki
    • 学会等名
      The 24th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2020), online
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microfluidic Medium Exchanger with Micropored Fluid Drainage for Cell Culture Applications2020

    • 著者名/発表者名
      Takeru Sato, Yurika Sakurai, Masumi Yamada, and Minoru Seki
    • 学会等名
      The 24th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2020), online
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 千葉大学 工学部共生応用化学コース バイオプロセス化学研究室

    • URL

      http://chem.tf.chiba-u.jp/gacb01/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] Bioprocess Chemistry and Engineering Lab

    • URL

      http://chem.tf.chiba-u.jp/gacb01/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-01-30  

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