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2017 年度 実施状況報告書

線虫の化学走性による尿中のガン物質有無の検出デバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K18860
研究機関名城大学

研究代表者

福田 敏男  名城大学, 理工学部, 教授 (70156785)

研究分担者 市川 明彦  名城大学, 理工学部, 准教授 (20377823)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
キーワードがん診断 / 医療デバイス / マイクロ流体チップ / MEMS / バイオMEMS
研究実績の概要

平成29年度の実績として,以下の項目について実施した.
1.マイクロ流体チップでの正常者とがん患者の尿を用いた誘導実験 名古屋大学医学部と協力し,倫理審査を申請して25名分の正常者およびがん患者の尿を入手し評価を行った.
2.電極を用いた線虫の検出について,チップの作成と評価 これまでは線虫の通過を顕微鏡にてカウントしていたが,電極をマイクロ流体チップ内部に作成し,静電容量センサとしてもちいることで,線虫の通過を電気的に判別する手法を行った.
3.正常者及びがん患者の尿を用いた線虫の誘導評価 1に関連し,線虫が誘引されやすいがん患者の尿の濃度を調査するため,培地上に正常者およびがん患者の尿を滴下し,どの程度線虫が誘引されるかの評価を行った.
4.マイクロ流体チップ内部での濃度勾配の評価 1,3に関連し,マイクロ流体チップ内部に尿を流しいれた際に,流路全体に尿が拡散してしまう問題があった.そこで,着色料を流しいれて濃度勾配について評価を行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成29年度の実績として,以下の項目について実施した.
1.マイクロ流体チップでの正常者とがん患者の尿を用いた誘導実験 名古屋大学医学部と協力し,倫理審査を申請して25名分の正常者およびがん患者の尿を入手し評価を行った.しかしながら,マイクロ流体チップ内部で拡散が急速に発生し,分岐部分を過ぎて尿が拡散したため,評価が困難であった.
2.電極を用いた線虫の検出について,チップの作成と評価 これまでは線虫の通過を顕微鏡にてカウントしていたが,電極をマイクロ流体チップ内部に作成し,静電容量センサとしてもちいることで,線虫の通過を電気的に判別する手法を行った.結果として,線虫通過時に静電容量が変化し通過の判別を行うことができた.
3.正常者及びがん患者の尿を用いた線虫の誘導評価 1に関連し,線虫が誘引されやすいがん患者の尿の濃度を調査するため,培地上に正常者およびがん患者の尿を滴下し,どの程度線虫が誘引されるかの評価を行った.患者の尿を10倍,25倍,50倍,100倍に希釈して寒天培地上に滴下し,そこに線虫を30匹以上投入してその動きを観察して,どの程度の希釈で線虫が最も誘引されるかを評価した.結果,25倍希釈が最も適した濃度であった.
4.マイクロ流体チップ内部での濃度勾配の評価 1,3に関連し,マイクロ流体チップ内部に尿を流しいれた際に,流路全体に尿が拡散してしまう問題があった.そこで,着色料を流しいれて濃度勾配について評価を行った.着色料としてクリスタルバイオレットを用いて評価し,結果,拡散が早く,流路全体に3分程度で着色料が流路全体に拡散していることが分かった.今後は,この拡散を流路の分岐部分までに抑えるように,流路形状や投入する溶液の粘度を変える必要がある.

今後の研究の推進方策

現在の課題として,マイクロ流体チップ内部の溶液の拡散が3分程度でチップ全体に拡散してしまうため,これを抑える必要がある.対策として,投入する溶液の粘度を変えて拡散するまでの時間を抑えることと,流路の形状を変えて分岐部分にスペースを作ることで,線虫が移動しやすくかつ拡散しきらないスペースを作成することを検討する.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2017

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] 静電容量センサを用いた線虫の走化性検出デバイス2017

    • 著者名/発表者名
      馬場雄也,中島正博,市川明彦,福田敏男
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2017
  • [学会発表] Chemotais Detection Device of C. Elegans using Capacitance Sensor2017

    • 著者名/発表者名
      馬場雄也,中島正博,市川明彦,福田敏男
    • 学会等名
      MHS2017

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公開日: 2018-12-17  

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