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2009 年度 実績報告書

磁力を利用した液滴ハンドリングによる一細胞デジタルPCRの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20360371
研究機関名古屋大学

研究代表者

大河内 美奈  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70313301)

研究分担者 本多 裕之  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70209328)
加藤 竜司  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50377884)
式田 光宏  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (80273291)
水谷 孝  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70273290)
キーワード液滴 / 磁性粒子 / PCR / 細胞 / 遺伝子発現解析
研究概要

磁性微粒子を利用した液滴搬送によるバイオセンシングシステムを設計し、遺伝子解析を一細胞レベルで一括解析するバイオセンシングデバイスの開発について検討した。液滴を利用したマイクロ流路デバイスは、反応ステップの変化や体積変化に柔軟に対応できることから、ひとつのデバイスを作製することにより、様々な適用系に利用することができるという特徴を有する。そこで、マイクロチャンバーウェルを作製し、チャンバー内をミネラルオイルやシリコーンオイルなどで満たした。次に、反応に用いる水溶液を液滴として作成し、オイル中で液滴中に懸濁した磁性微粒子を搬送子として用いた操作を行うことにより磁力を利用した液滴間の合一操作や磁性粒子の抽出操作を行うデバイスを設計・作製した。また、磁性粒子ハンドリング用の磁気ハンドリングデバイスを作製し、これをマイクロチャンバーウェル内に配置し移動させることで、オイル内の磁性微粒子を含む液滴をハンドリングできることを確認した。これまでにPCR阻害のない磁性ナノ粒子の表面設計を作製できたことから、実際に10nlレベルの液滴を作製し、1細胞からの細胞溶解、逆転写、PCRからなる遺伝子発現解析に関する一連の操作を実施した。その結果、蛍光2色ブローブを用いて、腫瘍マーカーとなる遺伝子WT-1の発現量をハウスキーピング遺伝子と1細胞ごとに比較することが可能となった。液滴搬送システムを利用することで、送液等に用いるポンプやバルブの使用を最小限に押さえた解析システムを用いた解析が可能となった。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Fabrication process of carbon nanotube field effect transistors using atomic layer deposition passivation for biosensors2010

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Nakashima, et al.
    • 雑誌名

      J.Nanosci.Nanotechnol.

      巻: 10 ページ: 3805-3809

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Droplet-based gene expression analysis using a device with magnetic force-based-droplet-handling system2010

    • 著者名/発表者名
      Mina Okochi, et al.
    • 雑誌名

      J.Biosci.Bioeng.

      巻: 109 ページ: 193-197

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional cell culture array using magnetic force-based cell patterning for analysis of invasive capacity of BALB/3T3/v-src2009

    • 著者名/発表者名
      Mina Okochi, et al.
    • 雑誌名

      Lab.Chip

      巻: 9 ページ: 3378-3384

    • 査読あり
  • [学会発表] 磁性粒子を用いた細胞解析法の開発2010

    • 著者名/発表者名
      大河内美奈, 他
    • 学会等名
      バイオプロセッシング研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-02-23
  • [学会発表] 磁力を用いた液滴送液システムによる1細胞遺伝子発現解析デバイスの開発2009

    • 著者名/発表者名
      熊澤史貴, 他
    • 学会等名
      日本生物工学会第61回大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20090923-20090925
  • [学会発表] Palm-top aized magnetic manipulation device to assist optimization of cell proces sing conditions in small scale2009

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ito, et al.
    • 学会等名
      Termis
    • 発表場所
      韓国ソウル
    • 年月日
      20090831-20090903
  • [学会発表] 磁性微粒子を用いた液滴搬送システムによるイノムアッセイチップの開発2009

    • 著者名/発表者名
      大河内美奈、熊澤史貴、シャムスーディンヌルヒダヤ、式田光宏、本多裕之
    • 学会等名
      化学工学会第41回秋季大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2009-09-16

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公開日: 2012-07-19  

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