| 研究課題/領域番号 |
22KJ1627
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| 補助金の研究課題番号 |
21J21857 (2021-2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2021-2022) |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分18020:加工学および生産工学関連
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
夏原 大悟 豊橋技術科学大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2023年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
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| キーワード | マイクロ流体デバイス / ラボオンチップ / 多項目遺伝子診断 / LAMP法 / マイクロミキサ / 多項目同時診断 / 感染症診断 / 食物アレルギー検査 / エアープラグインバルブ / 非対称形状ミキサ / マイクロTAS / 微小流体分注理論 / 縦型相ガイド / マルチプレックス遺伝子診断 / 遺伝子増幅法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の世界的流行によって人々の心身の健康と生活が脅かされている．従来のPCR法などの遺伝子診断技術では，1回のサンプル調製で1項目の検査しか行えず，複数項目の検査には，標的ウイルスの数だけ煩雑な操作と高価な試薬が必要となる．本研究では，微小流体制御技術と等温遺伝子診断法（LAMP法）をマイクロ流路デバイス上に実装したマルチプレックス遺伝子診断デバイスを開発する．迅速，簡便，オンサイト（現場即時検査）で複数項目のウイルスならびに食物アレルギー物質の同時診断に資するデバイスを目指す．
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| 研究実績の概要 |
本研究では，ウイルス感染症，食物アレルギー物質の遺伝子レベルでの早期診断を目的とし，微小流体制御技術と等温遺伝子増幅法（LAMP法）を組み合わせることで，1回の検査で複数種類のウイルス・食物アレルギー物質を迅速に検査が可能なマイクロ流体デバイスの開発を行った．複数の標的遺伝子を同時に診断するための技術として，①マイクロ流路中においてサンプルおよび試薬を複数の反応容器に自律的に分注する流路デザインを考案し，その設計指針を確立した．続いて，②検査の信頼性向上のために，マイクロ流路内で高効率に試薬と検体サンプルを自律的に混合することができ，かつ１回のプロセスで作製が可能な再現性が高いマイクロミキサを考案した．③さらに，比色指示薬を用いた遺伝子増幅反応中の反応容器の色をモニタリングし，画像解析することで標的遺伝子の定量化を行える画像色解析システムを開発した．④また，サンプルと試薬を送液する手法として，遠心力を用いた微小溶液の送液手法を開発し，多検体の同時送液を行えるデバイスを開発し，その流路デザインの設計指針を明らかにした．⑤さらに，検体サンプルの段階希釈を自律的に行うことができる希釈デバイスへ開発を展開することができた．開発したデバイスを用いることで，感染症ウイルスでは，新型コロナウイルス（COVID-19），インフルエンザA型，インフルエンザH1N1型，SARSウイルス，小児感染症である単純ヘルペスウイルス1型および2型の迅速診断を実証した．食物アレルギーでは，小麦，そば，落花生の同時迅速診断が可能であることを実証した．また，違法植物・有毒植物である，大麻草ならびにイヌサフランの迅速検出も実証した．
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