デジタル化ナノチャネルに基づく単一細胞オミクス計測技術の確立

• 研究課題/領域番号: 26706010
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: ナノマイクロシステム
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 許 岩 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90593898)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 23,270千円 (直接経費: 17,900千円、間接経費: 5,370千円); 2016年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2015年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円); 2014年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
• キーワード: デジタル化ナノチャネル / 単一細胞オミクス / 細胞計測 / ハイスループット計測 / Nano-in-Nano集積化 / ナノ流体デバイス / １分子計測

研究成果の概要

本研究では、単一細胞内のすべての生体分子を１分子単位かつハイスループットで計測すること可能な技術としてデジタル化ナノチャネル（DN）を提案し、DNのコンセプトを実現するための技術基盤を確立した。具体的には、まず、精密、高密度、安定的なDN構造を有するチップ作製の基盤技術を確立した。そして、DNによる１分子計測のための信号検出機構が確認できた。さらに、DN性能向上に関連するタンパク質非特異吸着の抑制やDNチップの再生などの基盤技術を確立した。以上から、DN技術は全く新しい細胞計測技術として更なる展開を大変期待できると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] リン脂質ポリマーハイドロゲルを用いたon-chip細胞保存 (2016)
  • 著者名/発表者名: 許 岩
  • 雑誌名: 色材協会誌 巻: 89 号: 5 ページ: 154-158
  • DOI: 10.4011/shikizai.89.154
  • NAID: 130005405104
  • ISSN: 0010-180X, 1883-2199
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ナノ流路で開閉可能な超微小スマートバルブ──フェムトリットル単位の液体を自在に制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 許 岩，原田 敦史
  • 雑誌名: 化学 巻: 71 ページ: 36-39
  • NAID: 40020883700
• [雑誌論文] １兆分の1 mLの水を自在に制御できる技術 (2016)
  • 著者名/発表者名: 許 岩
  • 雑誌名: 自動車技術 （「超の世界」） 巻: 70 ページ: 122-123
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Antifouling Surface Modification of Nanochannels Using a Silanized Phospholipid Monomer (2016)
  • 著者名/発表者名: Xu Y., Wu Q
  • 雑誌名: Proceedings of Micro Total Analysis Systems 2016 巻: 1 ページ: 1152-1153
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Bridging world-to-nanofluidics interfaces through nano-in-nano integration technology (2016)
  • 著者名/発表者名: Xu Y.
  • 雑誌名: IEEE Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS), 2016 International Symposium on 巻: 1 ページ: 16603900-16603900
  • DOI: 10.1109/mhs.2016.7824225
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Soft Matter-Regulated Active Nanovalves Locally Self-Assembled in Femtoliter Nanofluidic Channels (2016)
  • 著者名/発表者名: Yan Xu, Misato Shinomiya, Atsushi Harada
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: 28 号: 11 ページ: 2209-2216
  • DOI: 10.1002/adma.201505132
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spontaneous packaging and hypothermic storage of mammalian cells with a cell-membrane-mimetic polymer hydrogel in a microchip (2015)
  • 著者名/発表者名: Y.Xu, K.Mawatari, T.Konno, T.Kitamori, K.Ishihara
  • 雑誌名: ACS Appl Mater Interfaces 巻: 7 号: 41 ページ: 23089-23097
  • DOI: 10.1021/acsami.5b06796
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An Integrated Glass Nanofluidic Device Enabling in situ Electrokinetic Probing of Water Confined in a Single Nanochannel under Pressure-Driven Flow Conditions (2015)
  • 著者名/発表者名: Yan Xu, Baihui Xu
  • 雑誌名: Small 巻: 11 号: 46 ページ: 6165-6171
  • DOI: 10.1002/smll.201502125
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regeneration of Glass Nanofluidic Chips through a Multiple-Step Sequential Thermochemical Decomposition Process at High Temperatures (2015)
  • 著者名/発表者名: Yan Xu, Qian Wu, Yuji Shimatani, Koji Yamaguchi
  • 雑誌名: Lab on a Chip 巻: 15 号: 19 ページ: 3856-3861
  • DOI: 10.1039/c5lc00604j
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Flexible and In-Situ Fabrication of Nanochannels with High Aspect Ratios and Nanopillar Arrays in Fused Silica Substrates Utilizing Focused Ion Beam (2015)
  • 著者名/発表者名: Yan Xu, Nobuhiro Matsumoto
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 5 号: 62 ページ: 50638-50643
  • DOI: 10.1039/c5ra06306j
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Site-Specific Nanopatterning of Functional Metallic and Molecular Arbitrary Features in Nanofluidic Channels (2015)
  • 著者名/発表者名: Yan Xu, Nobuhiro Matsumoto, Qian Wu, Yuji Shimatani, Hiroaki Kawata
  • 雑誌名: Lab on a Chip 巻: 15 号: 9 ページ: 1989-1993
  • DOI: 10.1039/c5lc00190k
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Formation of submicron particle arrays by utilizing nanowells in nanochannels (2015)
  • 著者名/発表者名: Misato Shinomiya, Yan Xu
  • 雑誌名: Proceedings of Micro Total Analysis Systems 巻: － ページ: 1556-1558
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Determination of Cattle Foot-and-Mouth Disease Virus by Micro-ELISA Method (2014)
  • 著者名/発表者名: Yiyang Dong, Yan Xu, Zaixin Liu, Yuanfang Fu, Toshinori Ohashi, Kazuma Mawatari, Takehiko Kitamori
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: 30 号: 3 ページ: 359-363
  • DOI: 10.2116/analsci.30.359
  • NAID: 130004827418
  • ISSN: 0910-6340, 1348-2246
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aptamer and its potential applications for food safety (2014)
  • 著者名/発表者名: Yiyang Dong, Yan Xu, Wei Yong, Xiaogang Chu, Daning Wang
  • 雑誌名: Critical Reviews in Food Science and Nutrition 巻: 54 号: 12 ページ: 1548-156
  • DOI: 10.1080/10408398.2011.642905
  • 査読あり
• [学会発表] 超微量流体を制御するNano-in-Nano集積化技術を駆使したナノ化学システム (2017)
  • 著者名/発表者名: 許岩
  • 学会等名: JSTオープンイノベーションフェアWEST2017 ～関西発 大学技術シーズ見本市～
  • 発表場所: ブリーゼプラザ803号室, 大阪, 日本
  • 年月日: 2017-02-22
• [学会発表] Nanofluidic Nanoarrays for Single-Cell Omics with Single-Molecule Sensitivity (2016)
  • 著者名/発表者名: Xu Y.
  • 学会等名: The 10th Shenzhen Symposium on Biomedical and Health Engineering
  • 発表場所: 深セン先院, Shenzhen, China
  • 年月日: 2016-12-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Bridging World-to-Nanofluidics Interfaces through Nano-in-Nano Integration Technology. (2016)
  • 著者名/発表者名: Xu Y.
  • 学会等名: 27th 2016 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (From Micro & Nano Scale Systems to Robotics & Mechatronics Systems)
  • 発表場所: Noyori memorial Conference Hall, Nagoya University, Nagoya, Japan
  • 年月日: 2016-11-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] シラン化 MPCモノマーの蛋白質吸着抑制効果の評価とナノ流体デバイスへの応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤本学都、呉倩、許岩
  • 学会等名: 日本バイオマテリアル学会シンポジウム2016
  • 発表場所: 福岡国際会議場, 福岡, 日本
  • 年月日: 2016-11-21
• [学会発表] Antifouling surface Modification of Nanochannels Using a Silanized Phospholipid Monomer (2016)
  • 著者名/発表者名: Xu Y. , Wu Q.
  • 学会等名: The 20th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2016)
  • 発表場所: Convetion Center Dublin, Dublin, Ireland
  • 年月日: 2016-10-09
  • 国際学会
• [学会発表] Nano-in-Nano集積化技術を利用したナノチャネルin-situ温度測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中嶋太一、許岩
  • 学会等名: 日本分析化学会第65年会
  • 発表場所: 北海道大学工学部, 札幌, 日本
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] In-situ Measurement of Temperature in Nanochannels Utilizing Nano-in-nano Integration Technology (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakajima T., Xu Y.
  • 学会等名: RSC Tokyo International Conference 2016
  • 発表場所: Makuhari-Messe, Chiba, Japan
  • 年月日: 2016-09-08
  • 国際学会
• [学会発表] Nano-in-Nano 集積化によるエネルギー変換デバイス創製への挑戦 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中嶋太一、許岩
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会第34回研究会
  • 発表場所: 幕張メッセ コンベンションホール, 千葉, 日本
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] Active Regulation of Femtoliter-scale Fluids in Nanochannel by Nano-in-Nano Technology (2016)
  • 著者名/発表者名: Xu Y.
  • 学会等名: The 6th International Multidisciplinary Conference on Optofluidics
  • 発表場所: Park Plaza Beijing Science Park, Beijing, China
  • 年月日: 2016-07-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Single Molecule Detection Using A Nanofluidic Nanoarray For Single Cell Omics (2016)
  • 著者名/発表者名: Xu Y
  • 学会等名: 8th International Symposium on microchemisry and microsystems (ISMM2016)
  • 発表場所: University of Hong Kong, Hong kong, China
  • 年月日: 2016-05-31
  • 国際学会
• [学会発表] 「Nano-in-Nano」超高精度ナノ集積化技術を駆使したデジタル化ナノチャネル分析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 許岩
  • 学会等名: 第76回分析化学討論会
  • 発表場所: 岐阜薬科大学, 岐阜, 日本
  • 年月日: 2016-05-27
• [学会発表] Fabrication of smartbiointerfaces in nanochannels with a thiolatedtemperature-responsivepolymer. (2016)
  • 著者名/発表者名: Xu Y.
  • 学会等名: 10th World Biomaterials Congress(WBC2016)
  • 発表場所: Montreal Convention Center, Montreal, Canada
  • 年月日: 2016-05-17
  • 国際学会
• [学会発表] 超高精度ナノ集積化技術(Nano-in-nano技術)を利用したナノ流路in-situ温度測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中嶋太一、許岩
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会第33回研究会
  • 発表場所: 東京大学, 東京, 日本
  • 年月日: 2016-04-25
• [学会発表] Beyond the Bare Nanochannels: Exploring the Possibilities of Nanofluidics through Nano-in-Nano Integration (2016)
  • 著者名/発表者名: Xu Y.
  • 学会等名: State Key Laboratory of Analog and Mixed-Signal VLSI (AMSV) Distinguished Lecture
  • 発表場所: Macau university, Macau, China
  • 招待講演
• [学会発表] Femtoliter-Scale Nanofluidic Analysis Enabled by Nano-in-Nano Integration Technology. (2016)
  • 著者名/発表者名: Xu Y.
  • 学会等名: 3rd Asian Symposium for Analytical Sciences (3rd ASAS)
  • 発表場所: Hokkaido University Faculty of Engineering Academic Lounge 3
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Nano-in-Nano 集積化技術を駆使したナノ化学システムの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 許岩
  • 学会等名: 化学工学会関西支部 第4回技術シーズフォーラム
  • 発表場所: 同志社大学室町キャンパス, 京都, 日本
  • 招待講演
• [学会発表] ナノ流路を用いたナノ粒子のアレイ化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 島谷雄士、許岩
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会第32回研究会
  • 発表場所: 福岡国際会議場, 福岡
  • 年月日: 2015-11-26
• [学会発表] ナノ流路における水のその場動電的プロービング (2015)
  • 著者名/発表者名: 中嶋太一、許柏卉、許岩
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会第32回研究会
  • 発表場所: 福岡国際会議場, 福岡
  • 年月日: 2015-11-26
• [学会発表] デジタル化ナノチャネルによるリガンド-受容体反応の１分子検出 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤本学都、許岩
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会第32回研究会
  • 発表場所: 福岡国際会議場, 福岡
  • 年月日: 2015-11-26
• [学会発表] バイオセンサー応用を指向したフォトニック結晶導波路の設計・試作 (2015)
  • 著者名/発表者名: 孫佳儀、許岩、末吉健志、久本秀明、遠藤達郎
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会第32回研究会
  • 発表場所: 福岡国際会議場, 福岡
  • 年月日: 2015-11-26
• [学会発表] ナノ空間内タンパク質の非特異的吸着を抑制するためのMPCSiモノマーの合成と評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 呉倩、許岩
  • 学会等名: 日本バイオマテリアル学会
  • 発表場所: 京都テルサ, 京都
  • 年月日: 2015-11-09
• [学会発表] Site-specific working inside nanofluidic channels: general methodology, critical techniques, and nanobio applications (2015)
  • 著者名/発表者名: Yan Xu
  • 学会等名: The 2nd FZU-OPU Joint International Symposium on Photocatalysis, Phot-functional Materials and Nano-Science &. Technology
  • 発表場所: 福州大学, Fuzhou, China
  • 年月日: 2015-11-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Nanobio interfaces innovation enabling nanofluidics: general methodology, critical techniques, and nanobio applications (2015)
  • 著者名/発表者名: Yan Xu
  • 学会等名: Lecture Series for the 100th Anniversary of the Birth of Lu Jiaxi
  • 発表場所: Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences, Fuzhou, China
  • 年月日: 2015-11-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Formation of Submicron Particle Arrays by Utilizing Nanowells in Nanochannels (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuji Shimatan, Yan Xu
  • 学会等名: The 19th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2015)
  • 発表場所: Hwabaek International Convention Center(HICO), Gyeongju, KOREA
  • 年月日: 2015-10-25
  • 国際学会
• [学会発表] A Simple Regeneration Method for Glass Nanofluidic Chips by Utilizing a Thermochemical Decomposition Process (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuji Shimatan, Qian Wu, Koji Yamaguchi, Yan Xu
  • 学会等名: RSC Tokyo International Conference 2015
  • 発表場所: 幕張メッセ, Chiba, Japan
  • 年月日: 2015-09-03
  • 国際学会
• [学会発表] Arraying of Nanoparticles in Nanochannels with Nanowells (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuji Shimatan, Yan Xu
  • 学会等名: 7th International Symposium on Microchemistry and Microsystems (ISMM2015)
  • 発表場所: 京都大学桂キャンパス, kyoto, Japan
  • 年月日: 2015-06-08
  • 国際学会
• [学会発表] マイクロ化学チップのお話し--髪の毛ほどの太さの流路を使って化学をする- (2015)
  • 著者名/発表者名: 許岩
  • 学会等名: 「未来の博士」育成ラボ・H27年度開講式
  • 発表場所: 大阪府立大学, 堺, 大阪
  • 年月日: 2015-04-18
  • 招待講演
• [学会発表] マイクロ・ナノ化学チップ技術の最前線 (2015)
  • 著者名/発表者名: 許 岩
  • 学会等名: 第12回NanoSquareカフェ
  • 発表場所: 大阪府立大学 I-site なんば（大阪）
  • 年月日: 2015-03-07
  • 招待講演
• [学会発表] Functionalization of Nanofluidic Channels and its Application to NanoBio Sciences (2015)
  • 著者名/発表者名: Yan Xu
  • 学会等名: Summit of Biomedical and Health Engineering (2015) of SIAT, CAS
  • 発表場所: Shenzhen（China）
  • 年月日: 2015-01-05
  • 招待講演
• [学会発表] A Phospholipid Polymer Hydrogel for On-Chip Cell-Based Applications in Flexible Working Conditions (2014)
  • 著者名/発表者名: Yan Xu, Tomohiro Konno, Kazuhiko Ishihara, Takehiko Kitamori
  • 学会等名: 24th MRS-J
  • 発表場所: Yokohama Kaikou Memorial Museum, Naka-ku, Yokohama, Kanagawa (Japan)
  • 年月日: 2014-12-10 – 2014-12-12
• [学会発表] Design, synthesis and characterization of a thiolated temperature-responsive polymer for smart nanofluidic control (2014)
  • 著者名/発表者名: Misato Shinomiya, Atsushi Harada, Yan Xu
  • 学会等名: The 18th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2014)
  • 発表場所: San Antonio, Texas（USA）
  • 年月日: 2014-10-26 – 2014-10-30
• [学会発表] Fabrication of Nanofluidic Chips with Nanoelectrodes Embedded into Nanochannels for Electrokinetic Measurements of Nanospace (2014)
  • 著者名/発表者名: Yan Xu, Baihui Xu, Hiroaki Kawata
  • 学会等名: The 6th International Symposium on Microchemistry and Microsystems (ISMM2014)
  • 発表場所: Singapore (Singapore)
  • 年月日: 2014-07-30 – 2014-08-01
• [学会発表] マイクロ・ナノ界面の創製によるマイクロ・ナノ化学バイオシステムの研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 許 岩
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会第29回研究会
  • 発表場所: 日本女子大学目白キャンパス 桜楓2号館（東京）
  • 年月日: 2014-05-22 – 2014-05-23
  • 招待講演
• [学会発表] ナノ流路内1分子検出信号を局所化する為のナノウェルアレイの作制 (2014)
  • 著者名/発表者名: 島谷雄士、許岩
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会第29回研究会
  • 発表場所: 日本女子大学目白キャンパス 桜楓2号館（東京）
  • 年月日: 2014-05-22 – 2014-05-23
• [備考] 大阪府立大学・許研究室HP
  • URL: http://www.chemeng.osakafu-u.ac.jp/group8/index.html
• [備考] 許研究室HP
  • URL: http://www.nanosq.21c.osakafu-u.ac.jp/ttsl_lab/y_xu/index.html
• [産業財産権] 流路構造体および流路構造体の製造方法 (2014)
  • 発明者名: 許岩
  • 権利者名: 許岩
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-101461
  • 出願年月日: 2014-05-15