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

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20360371
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物機能・バイオプロセス
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 大河内 美奈 名古屋大学, 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)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: バイオセンサ / 一細胞解析

研究概要

磁力を駆動力として用いた液滴搬送システム(MAG-LOC;Magnetic force-based Lab-on-a-Chip)により、一細胞レベルで細胞群の挙動を計測する解析システムを開発した。磁性粒子を液滴内に懸濁して液滴間の合一反応の搬送子として用いてオイル相中で磁力制御により操作することで、一細胞の分離・細胞溶解・逆転写・PCR増幅といった各単位操作を一枚のアレイ上に集積化し、がん細胞の検出などに適用した。

研究成果

• [雑誌論文] Droplet introduction into a pen-shaped portable reaction system by gravity and interfacial forces. (2011)
  • 著者名/発表者名: Shikida M., Inagaki N., Okochi M.,Honda H., Sato K.
  • 雑誌名: Micro, Nano Letters 6 ページ: 253-256
  • 査読あり
• [雑誌論文] Screening of ZnO-high affinity peptide using spot-synthesized peptide arrays and computational analysis (2010)
  • 著者名/発表者名: Okochi M., Ogawa M., Kaga C., Sugita T., Tomita T., Kato R., Honda H.
  • 雑誌名: Acta Biomaterialia 6 ページ: 2301-2306
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peptide Array-Based Characterization and Design of ZnO-High Affinity Peptides. (2010)
  • 著者名/発表者名: Okochi, M., Tomoya Sugita, Seiji Furusawa, Mitsuo Umetsu, Adschiri T., Honda H.
  • 雑誌名: Biotechnol.Bioeng. 106 ページ: 845-851
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication process of carbon nanotube field effect transistors using atomic layer deposition passivation for biosensors. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakashima Y., Ohno Y., Kishimoto S.Okochi M., Honda H., Mizutani T.
  • 雑誌名: J.Nanosci.Nanotechnol. 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 droplethandling system (2010)
  • 著者名/発表者名: Okochi M., Tsuchiya H., Kumazawa F., Shikida M., Honda H.
  • 雑誌名: J.Biosci.Bioeng. 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-src. (2009)
  • 著者名/発表者名: Okochi M., Takano S., Isaji Y., Senga T.,Hamaguchi M., Honda H.
  • 雑誌名: Lab.Chip 9 ページ: 3378-3384
  • 査読あり
• [雑誌論文] Agitation of magnetic beads by multi-layered flat coils. (2009)
  • 著者名/発表者名: Shikida M., Koyama M., Nagao N., Imai R., Honda H., Okochi M,, Tsuchiya H., Kazuo Sato.
  • 雑誌名: Sens.Actuat-B : Chemical 137 ページ: 774-780
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic force-based lab-on-a-chip for single cell analysis in a droplet. (2009)
  • 著者名/発表者名: Okochi M,, Tsuchiya H., Kumazawa F., Shikida M., Honda H.
  • 雑誌名: ECS Transactions 16(17) ページ: 15-20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of L929 cell array by magnetic cell labeling method with unmodified colloidal magnetite nanoparticles for single cell detection of cell response induced by TNF-α. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kiode H., Isaji Y., Okochi M., Honda H.
  • 雑誌名: J.Chem.Eng.Jpn. 42(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Threedimensional cell culture array using magnetic force-based cell patterning for analysis of invasive capacity of BALB/3T3/v-src. (2009)
  • 著者名/発表者名: Okochi M., Takano S., Isaji Y., Senga T., Hamaguchi M., Honda H.
  • 雑誌名: Lab.Chip 9 ページ: 3378-3384
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of magnetic force-based cell patterning for controlling cell-cell interactions in angiogenesis. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ino K., Okochi M., Honda H.
  • 雑誌名: Biotechnol.Bioeng. 102 ページ: 882-890
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of vertically-aligned carbon nanotube electrodes using grid-inserted plasma-enhanced chemical vapor deposition for chemical sensors. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kojima, Y. Kishimoto S., Okochi M., Honda H., Mizutani T.
  • 雑誌名: Jpn J.Appl.Phys. 47 ページ: 2028-2031
  • 査読あり
• [雑誌論文] palmtop-sized rotary-drive-type biochemical analysis system by magnetic bead handling. (2008)
  • 著者名/発表者名: Shikida M., Nagao N., Imai R., Honda H., Okochi M., Ito H., Sato K. A
  • 雑誌名: J.Micromech.Microeng. 18 ページ: 035034-035042
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell culture arrays using magnetic force-based cell patterning force-based cell patterning for dynamic single cell analytysis. (2008)
  • 著者名/発表者名: Ino K., Okochi M., Konishi N., Nakatochi M., Imai R., Shikida M., Ito A., Honda H.
  • 雑誌名: Lab.Chip. 8 ページ: 134-142
  • 査読あり
• [雑誌論文] On-chip polymerase chain reaction microdevice employing a magnetic dropletmanipulation system. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya H., Okochi M., Nagao N., Shikida M., Honda H.
  • 雑誌名: Sens.Actuator B-Chem. 130 ページ: 583-588
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of a pen-shaped portable biochemical reaction system based on magnetic bead manipulation
  • 著者名/発表者名: Shikida M., Inagaki N., Okochi M., Honda H., Sato K.
  • 雑誌名: J.Micromech.Microeng. in press
  • 査読あり
• [学会発表] Evaluation of invasive capacity of tumor cells using magnetically micropatterned multicellular spheroid (2011)
  • 著者名/発表者名: Okochi M., Matumura T., Honda H.
  • 学会等名: 5th International workshop on single cell analysis
  • 発表場所: The University of Tokyo
  • 年月日: 2011-03-04
• [学会発表] Three dimensional cell culture system using magnetic force-based cell patterning for analysis of invasive capacity of tumor cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Okochi M. Honda H.
  • 学会等名: 4th International, Symposium on Nanomedicine
  • 発表場所: 岡崎分子科学研究所
  • 年月日: 2010-11-30
• [学会発表] マイクロウェルチャンバーを用いた磁性液滴搬送デバイスによる細胞解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大河内美奈、熊澤史貴、手島翠、古池真司、本多裕之
  • 学会等名: 日本生物工学会2010年度大会
  • 発表場所: 宮崎シーガイヤ
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] 磁気細胞パターニング法を用いた生体模倣条件下でのがん細胞挙動評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松村拓、小出寛展、大河内美奈、本多裕之
  • 学会等名: 化学工学会第42回秋季大会
  • 発表場所: 京都大学(チ)
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] 磁気剣山状デバイスを用いた単-細胞機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小出寛展、伊佐治弥生、大河内美奈、本多裕之
  • 学会等名: 化学工学会第42回秋季大会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2010-09-06
• [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、本多裕之
  • 学会等名: 第17回HAB研究機構学術年会
  • 発表場所: 昭和大学
  • 年月日: 2010-05-21
• [学会発表] 3次元細胞アレイによる腫瘍細胞の浸潤評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小出寛展、松村拓、大河内美奈、本多裕之
  • 学会等名: 化学工学会第75年会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] Magnetic manipulation device for the optimization of cell processing (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito H., Kato R., Okochi M., Honda H.
  • 学会等名: APBioChEC2009
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 2009-11-26
• [学会発表] 細胞間コミュニケーションを保った細胞アレイの作成と機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 本多裕之、大河内美奈、伊野浩介、高野翔、小出寛展
  • 学会等名: 日本生物工学会2009年度大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] 磁化細胞アレイを用いた細胞応答の検出 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小出寛展、松村拓、高野翔、千賀威、大河内美奈、本多裕之
  • 学会等名: 日本生物工学会2009年度大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2009-09-23
• [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、大河内美奈、式田光宏、本多裕之
  • 学会等名: 日本生物工学会2009年度大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2009-09-23
• [学会発表] 培養条件検討への細胞磁気マニピュレーションの導入 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤博史、加藤竜司、大河内美奈、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: 2009-09-17
• [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
• [学会発表] 磁性微粒子を用いた液滴ハンドリングシステムによる-細胞RT-PCR (2009)
  • 著者名/発表者名: 熊澤史貴、大河内美奈、土屋裕義、式田光宏、本多裕之
  • 学会等名: 日本化学会第89年会
  • 発表場所: 日本大学
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] 磁気細胞パターニング法を用いた3次元がん細胞挙動評価モデルの構築 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高野翔、大河内美奈、千賀威、本多裕之
  • 学会等名: 化学工学会第74年会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2009-03-18
• [学会発表] Magnetic Force-based lab-on-a-chip for single cell analysis in a droplet. (2008)
  • 著者名/発表者名: Okochi M, Tsuchiya H., Kumazawa F., Shikida M., Honda H.
  • 学会等名: Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-state Science 2008
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii
  • 年月日: 20081012-20081017
• [学会発表] Magnetic force-based droplet manipulation system for gene expression analysis. (2008)
  • 著者名/発表者名: Okochi M., Tsuchiya H., Kumazawa F., Shikida M., Honda H.
  • 学会等名: The 14th Symposium of Young Asian Biochemical Engineers' Community
  • 発表場所: Shibaura Institute of Technology
  • 年月日: 2008-11-30
• [学会発表] 細胞アレイパターニングを用いた3次元がん細胞挙動評価モデルの構築 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高野翔、大河内美奈、千賀威、本多裕之
  • 学会等名: 第39回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2008-11-09
• [学会発表] 磁性微粒子を用いた電気化学検出による小型簡易分析装置の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 熊澤史貴、大河内美奈、式田光宏、本多裕之
  • 学会等名: 第39回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2008-11-09
• [学会発表] 未修飾磁性微粒子を用いた細胞磁気ラベル法の開発と1細胞機能計測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小出寛展、伊佐治弥生、大河内美奈、本多裕之
  • 学会等名: 第39回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2008-11-09
• [学会発表] 磁性微粒子と磁力を利用した細胞計測技術の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大河内美奈、本多裕之
  • 学会等名: 第39回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2008-11-08
• [学会発表] 磁気細胞パターニング法を用いた細胞相互作用解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高野翔、伊野浩介、清水一憲、長森英二、大河内美奈、本多裕之
  • 学会等名: 化学工学会第40回秋季大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] 未修飾磁性微粒子を用いたL929 磁化細胞アレイの作製とTNF-alphaによる細胞死の検出 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小出寛展、伊佐治弥生、大河内美奈、本多裕之
  • 学会等名: 日本生物工学会2008年度大会
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2008-08-28
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.nubio.nagoya-u.ac.jp/proc/index.html
• [産業財産権] がん細胞挙動評価モデル及びその用途 (2008)
  • 発明者名: 本多裕之、大河内美奈、千賀威、高野翔
  • 権利者名: 国立大学法人名古屋大学
  • 産業財産権番号: 特許,特願2008-286173
  • 出願年月日: 2008-11-12