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2007 年度 実績報告書

テーパー状流路を用いた単一細胞からの瞬間RNA抽出と解析研究

研究課題

研究課題/領域番号 19021018
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

高村 禅  北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 准教授 (20290877)

キーワードバイオナノ / マイクロ・ナノデバイス / 遺伝子 / 分子トラップ / RNA抽出 / μTAS / DNAトラップ / DNA解析
研究概要

本研究は、平成19年度は以下の項目について研究を実施した。
1.RNA抽出条件の精査と品質の確認
RNAはトラップ条件やその後の解析手法もDNAと異なるため、本研究に適したRNAの抽出条件を精査する。今回、特に検出部と組み合わせることにより、抽出したRNAの品質の議論を行う。評価方法が問題であったが、早稲田・東京農工大の竹山先生のグループとの共同研究により解決しつつある。
2.単一細胞よりRNAを瞬間抽出し、解析部に確実に渡すためのチップ開発
実際に1細胞のRNAを瞬間的に抽出可能な、次に挙げる部位より構成されるチップを完成させる。
1細胞導入部、細胞破砕部、RNAトラップ&捕集部、検出部または検出部へのトランスファー部。プロトタイプを作成したが、幾つか問題点が見つかり、現在改良を行っている。また、チップの操作は煩雑になるため、コンピュータ制御の制御器を作成した。
3.RNA解析方法の開発
1細胞からの微量なRNAを解析するには、できるだけチップの外に取り出さずに解析することが重要である。本研究では、以下の解析方法の確立を試みる。
3-1チップ内集積化可能な簡易解析方法の開発
3-1 A PCR法
従来法との互換性を重視し、PCR後、TaqmanProbe法などの蛍光法で定量する手法をチップ内に組み込むことを試みだ。この項目で最も苦労したのは、溶液制御を行うためのバルブ等の組み込みと、サーマルサイクルの間の蒸発の抑制を両立させることである。バルブ等を組み込みやすいPDMSをチップのベース素材に用い、ガラスや、ポリエチレンなど気密性の高い素材を要所に用いる方法、チップの内部に水を還流し、PDMS素材中の水の蒸気圧を制御する方法、チップの外部の蒸気圧を制御する方法などを試みたが、最も効果的であったのはPDMS素材のPCR容器をミネラルオイルで満たし、そのオイル中でPCRを行う方法である。この方法により、PDMSチップ内でのDNAのPCR増幅に成功した。
3-2チップ外の装置を組み合わせたより高度な解析法の開発
1細胞から瞬間抽出プロファイル固定したRNAを、チップ内での解析に限らず、従来確立された方法や、最新の高度な方法で解析することも重要である。ゲルを用いてチップ外に取り出し、一般的なサーマルサイグラーを用いた解析に成功した。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Polymer size effect on shape and position in DNA trap by electric and hydrodynamic force2007

    • 著者名/発表者名
      Ueno K., Nagasaka W., Tomizawa Y., Nakamori Y., Tamiya E. and Takamura Y.
    • 雑誌名

      Jpn J Appl Phys 1-46

      ページ: 5358-5362

    • 査読あり
  • [学会発表] テーハー状マイクロ流路を用いた1細胞の核酸解析2008

    • 著者名/発表者名
      野間慶一
    • 学会等名
      第45回化学センサ研究発表会(電気化学会第75回大会)
    • 発表場所
      山梨大学
    • 年月日
      2008-03-29
  • [学会発表] テーパー状流路を用いたDNAのトラップおよびオンチップPCR解析2008

    • 著者名/発表者名
      松浦宏紀
    • 学会等名
      2008年春季 第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋キャンパス
    • 年月日
      2008-03-27
  • [学会発表] テーパー流路を用いたDNA/RNAのオンチップ抽出と解析2007

    • 著者名/発表者名
      松浦宏紀
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2007-11-10
  • [学会発表] Trap Probability Analysis of DNA Trap Using Electric and Hydro drag Force Fields in Taper Shaped Microchannel2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Tomizawa, et. al.
    • 学会等名
      20th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2007-11-06
  • [学会発表] Mode transition & its mechanism of rna/dna trap by electric and hydraulic force field in microfluidic taper shape channel2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Takamura, et. al.
    • 学会等名
      Eleventh International Conference on Miniaturized System on Chemistry and Life Sciences
    • 発表場所
      Paris
    • 年月日
      2007-10-07
  • [学会発表] RNA EXTRACTION AND PURIFICATION FROM SINGLE CELL BY TAPER SHAPE MICROFLUIDIC CHANNEL2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Takamura
    • 学会等名
      The 2nd International Workshop on Approach es to Single-Cell Analysis
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2007-09-06
  • [学会発表] テーパー状マイクロ流路を用いたDNAトラップにおけるトラップ確率の測定2007

    • 著者名/発表者名
      富沢祐一
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-04
  • [学会発表] Microfluidic device for DNA/Protein detection employing DNA pre-concentrator and CNT electrochemical sensors2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Takamura
    • 学会等名
      International Workshop on "The 3rd Nanoelect ronics and Dynamics of DNA
    • 発表場所
      Hawaii
    • 年月日
      2007-08-27
  • [学会発表] 微小流体チップ上での細胞からのDNA/RNA抽出2007

    • 著者名/発表者名
      高村禅
    • 学会等名
      BioExpo2007アカデミックフォーラム
    • 発表場所
      東京ビックサイト
    • 年月日
      2007-06-20
  • [学会発表] 微細加工を駆使した次世代バイオチップ研究2007

    • 著者名/発表者名
      高村禅
    • 学会等名
      第68回分析化学討論会
    • 発表場所
      宇都宮大学峰キャンパス
    • 年月日
      2007-05-19
  • [図書] バイオセンサーの先端科学技術と応用2007

    • 著者名/発表者名
      民谷栄一監修
    • 総ページ数
      312-320
    • 出版者
      シーエムシー出版

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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