| 研究課題/領域番号 |
21K18161
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| 研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
嘉副 裕 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (20600919)
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| 研究分担者 |
吉崎 歩 東京大学, 医学部附属病院, 特任准教授 (40530415)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
25,740千円 (直接経費: 19,800千円、間接経費: 5,940千円)
2024年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2021年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
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| キーワード | ナノ流体工学 / ナノ流路 / 液滴 / 1分子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ナノ空間の流体工学の進展により、化学分析の可算個分子レベルへの超微量化が実現しつつある。しかし、試料分子数が限定されても、空間の微小化の単なる延長では流体工学の極限である分子1個の輸送・化学処理とこれにより初めて実現する1分子分析には到達できない。本研究では、独自技術によりナノ流路で極小液滴を生成して、統計力学の原理により液滴中に試料分子1個を閉じ込め個数の単位で配列・輸送、更に液滴の合一により1分子を衝突・反応させる方法論とこれを用いた分析法を創成し、病変部の表皮角化細胞、涙液、汗などに含まれるサイトカイン分析に応用することを目的とする。
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| 研究実績の概要 |
ナノ空間の流体工学の進展により、化学分析の可算個分子レベルへの超微量化が実現しつつある。しかし、試料分子数が限定されても、空間の微小化の単なる延長では流体工学の極限である分子1個の輸送・化学処理とこれにより初めて実現する1分子分析には到達できない。本研究では、独自技術によりナノ流路で体積aL-fLの液滴を生成して、統計力学の原理により液滴中に試料分子1個を閉じ込め個数の単位で配列・輸送、更に液滴の合一により1分子を衝突・反応させる方法論とこれを用いた分析法を創成し、病変部の表皮角化細胞、涙液、汗などに含まれるサイトカイン分析に応用することを目的とする。研究項目A）液滴連続生成・輸送・合一のためのナノ流体デバイスの開発、研究項目B）液滴を利用した1分子配列、輸送、反応操作の検証、研究項目C）1分子分析の検証に取り組む。
2024年度は、研究項目B及びCに取り組んだ。ナノ流路で連続生成し目的分子1個を閉じ込めた液滴への試薬導入による1分子反応について、2023年度に引き続き検討を行った結果、導入量のばらつきを改善することは現状難しいことが判った。そこで、液滴生成前に目的分子と試薬を混合し、微小空間である液滴内で1分子反応を加速する方針に転換した。また、1分子分析に向けた蛍光1分子検出システムの感度向上を達成するため、液相、油相から発生する自家蛍光の影響について定量的に評価し、検出システム改善に向けた指針を得た。次年度は、蛍光1分子検出の高感度化を達成し、目的分子1個の化学処理による1分子分析の検証に取り組む。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
3: やや遅れている
理由
2024年度までに1分子分析を検証し研究目標を達成する予定であったが、その前段階である1分子反応の検証、蛍光1分子検出システムの構築において問題が生じ、追加検討のために研究期間を延長することとなったため。
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| 今後の研究の推進方策 |
2024年度の検討結果に基づき、まずは蛍光1分子検出システムの高感度化を達成する。その上で、ナノ流路内で混合、液滴生成、1分子反応の化学処理を行い、1分子分析を検証する。
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