次世代診断チップの開発とその臨床診断への応用

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24245013
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 渡慶次 学 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60311437)
• 研究分担者: 湯澤 由紀夫 藤田保健衛生大学, 医学部, 教授 (00191479) ; 秋山 真一 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (20500010)
• 研究期間 (年度): 2012-05-31 – 2015-03-31
• キーワード: チップ分析 / 免疫分析

研究実績の概要

研究最終年度の本年度は、①バイオマーカー群のパネル化、②パネル化診断チップの試作と評価、③実用化のための要素技術開発を行った。
①バイオマーカー群のパネル化：昨年度に引き続き、糖尿病性腎症ステージ別患者から収集して構築した糖尿病性腎症モデル検体ライブラリーの各尿検体および血液検体について各バイオマーカーを測定した。併せて、糖尿病性腎症以外の腎症患者から採取した各種検体についても各バイオマーカーを測定した。
②パネル化診断チップの試作と評価：選定されたバイオマーカーセットをパネル化した診断チップを試作し、標準試料および病態ステージ・病期ステージの異なる患者検体を用いて試作した診断チップの性能を評価した。得られた評価結果から、試作した診断チップは期待された性能を有していることを確認した。
③実用化のための要素技術開発：昨年度までに取得した情報（免疫分析チップ用の小型蛍光検出器に必要な測定条件：光源の光強度、検出器の感度、光学配置等）に基づき、小型蛍光検出器の概念設計を行った。また、小型蛍光検出器に適応可能な新たなチップデザイン（反応場のデザインを含む）を考案・試作した。簡便に検出できるという点を考慮して、ビーズに固定化していた抗体を、ポリマーに直接固定化する新しい方法を検討した。試作した診断チップの性能を評価した。評価結果より、従来の診断チップより実用化に適した性能を有していることを確認した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Multimarker Approach to Risk Stratification for Long-Term Mortality in Patients on Chronic Hemodialysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Junichi Ishii, Hiroshi Takahashi, Fumihiko Kitagawa, Atsuhiro Kuno, Ryuunosuke Okuyama, Hideki Kawai, Takashi Muramatsu, Hiroyuki Naruse, Sadako Motoyama, Shigeru Matsui, Midori Hasegawa, Toru Aoyama, Daisuke Kamoi, Hirotake Kasuga, Hideo Izawa, Yukio Ozaki, Yukio Yuzawa
  • 雑誌名: Circulation Journal 巻: 79 ページ: 656-663
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-14-0915
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tubulointerstitial Fibrosis in Patients with IgG4 Related Kidney Disease: Pathological Findings on Repeat Renal Biopsy (2015)
  • 著者名/発表者名: Haruna Arai, Hiroki Hayashi, Kazuo Takahashi, Shigehisa Koide, Waichi Sato, Midori Hasegawa, Yutaka Yamaguchi, Jan Aten, Yasuhiko Ito, Yukio Yuzawa
  • 雑誌名: Rheumatology International 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1007/s00296-014-3153-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prevalence of Anti-Phospholipase A2 Receptor Antibodies in Japanese Patients with Membranous Nephropathy (2015)
  • 著者名/発表者名: Shin’ichi Akiyama, Mari Akiyama, Enyu Imai, Takenori Ozaki, Seiichi Matsuo, Shoichi Maruyama
  • 雑誌名: Clinical and Experimental Nephrology 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1007/s10157-014-1054-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Clinicopathological Characteristics of M-type Phospholipase A2 Receptor (PLA2R)-Related Membranous Nephropathy in Japanese (2015)
  • 著者名/発表者名: Norifumi Hayashi, Shin’ichi Akiyama, Hiroshi Okuyama, Yuki Matsui, Hiroki Adachi, Hideki Yamaya, Shoichi Maruyama, Enyu Imai, Seiichi Matsuo, Hitoshi Yokoyama
  • 雑誌名: Clinical and Experimental Nephrology 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1007/s10157-014-1064-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] イムノピラーデバイスの高性能化：抗体固定化担体の改良 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西脇奈菜子, 笠間敏博, 石田晃彦, 谷博文, 馬場嘉信, 渡慶次学
  • 雑誌名: 分析化学 巻: 64 ページ: 329-335
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Risk Factors for an Early Dialysis Start in Patients with Diabetic Nephropathy End-Stage Renal Disease (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Mizuno, Takahiro Hayashi, Rina Kato, Ayaka Noguchi, Hiroki Hayashi, Yukio Yuzawa, Shigeki Yamada, Tadashi Nagamatsu
  • 雑誌名: Therapeutics and Clinical Risk Management 巻: 10 ページ: 73-76
  • DOI: 10.2147/TCRM.S57853
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of Immuno-Wall Devices and a Mobile Fluorescence Reader for On-Site Sample-to-Answer Immunoassay (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Kasama, Yutaka Hasegawa, Haruyasu Kondo, Tsutomu Ozawa, Noritada Kaji, Manabu Tokeshi, Yoshinobu Baba
  • 雑誌名: Proceedings of Micro TAS 2014 巻: 1 ページ: 935-937
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Medical Diagnosis and Gene Therapy Using Microfluidic Devices (2015)
  • 著者名/発表者名: Manabu Tokeshi
  • 学会等名: 7th International Symposium on Advanced Plasma Science and Its Applications for Nitrides and Nanomaterials/8th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science (ISPlasma2015/IC-PLANTS2015)
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2015-03-30
  • 招待講演
• [学会発表] Simultaneous Detection of Multiple Disease Markers Using Immuno-Wall Devices (2015)
  • 著者名/発表者名: Nanako Nishiwaki, Akihiko Ishida, Hirofumi Tani, Toshihiro Kasama, Yoshinobu Baba, Manabu Tokeshi
  • 学会等名: 7th International Symposium on Advanced Plasma Science and Its Applications for Nitrides and Nanomaterials/8th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science (ISPlasma2015/IC-PLANTS2015)
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2015-03-30
• [学会発表] マイクロ・ナノ流体デバイス：診断・治療への応用を目指して (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡慶次学
  • 学会等名: 文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム分子・物質合成プラットフォーム平成26年度シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2015-03-05
  • 招待講演
• [学会発表] 治療標的としての胸水中上皮成長因子受容体遺伝子変異型の特異的検出 (2015)
  • 著者名/発表者名: 笠間敏博, 長谷哲成, 近藤征史, 加地範匡, 渡慶次学, 長谷川好規, 馬場嘉信
  • 学会等名: 第1回 次世代若手 －医･理･工連携－ 研究会
  • 発表場所: 蒲郡市民会館（愛知県・蒲郡市）
  • 年月日: 2015-01-17
• [学会発表] Microfluidic Platforms for Point-of-Care Testing and Drug Delivery (2014)
  • 著者名/発表者名: Manabu Tokeshi
  • 学会等名: 14th Asia-Pacific International Symosium on Microscale Separation and Analysis (APCE 2014)
  • 発表場所: 京都大学（京都府・西京区）
  • 年月日: 2014-12-08
  • 招待講演
• [学会発表] Microfluidic Devices for Rapid Detection of Disease Biomarkers and Fabrication of Functional Nanoparticles (2014)
  • 著者名/発表者名: Manabu Tokeshi
  • 学会等名: 5th Symposium on Academic Exchange and Collaborative Research
  • 発表場所: Zurich（Switzerland）
  • 年月日: 2014-11-28
  • 招待講演
• [学会発表] Point-of-Care Diagnostics and Biomedical Applications Using Microfludic Devices (2014)
  • 著者名/発表者名: Manabu Tokeshi
  • 学会等名: Lab-on-a-Chip ASIA
  • 発表場所: Singapore（Singapore）
  • 年月日: 2014-11-24
  • 招待講演
• [学会発表] Immuno-Wall Devices for Easy-to-Use and Highly Sensitive Detection of Disease Markers (2014)
  • 著者名/発表者名: Nanako Nishiwaki, Toshihiro Kasama, Akihiko Ishida, Hirofumi Tani, Yoshinobu Baba, Manabu Tokeshi
  • 学会等名: 27th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2014)
  • 発表場所: Hilton Fukuoka Sea Hawk（福岡県・福岡市）
  • 年月日: 2014-11-06
• [学会発表] Immuno-wall devices - structural optimization of immuno-pillar device for simplifying washing and measurement procedures (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Kasama, Yutaka Hasegawa, Haruyasu Kondo, Tsutomu Ozawa, Noritada Kaji, Manabu Tokeshi, Yoshinobu Baba
  • 学会等名: 27th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2014)
  • 発表場所: Hilton Fukuoka Sea Hawk（福岡県・福岡市）
  • 年月日: 2014-11-06
• [学会発表] Development of Immuno-Wall Devices and a Mobile Fluorescence Reader for On-Site Sample-to-Answer Immunoassay (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Kasama, Yutaka Hasegawa, Haruyasu Kondo, Tsutomu Ozawa, Noritada Kaji, Manabu Tokeshi, Yoshinobu Baba
  • 学会等名: The 18th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (Micro TAS 2014)
  • 発表場所: San Antonio（USA）
  • 年月日: 2014-10-29
• [学会発表] イムノウォールデバイスによる疾病マーカーのマルチプレックスアッセイ (2014)
  • 著者名/発表者名: 西脇奈菜子, 石田晃彦, 谷博文, 笠間敏博, 馬場嘉信, 渡慶次学
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会第30回研究会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2014-10-03
• [学会発表] 治療標的としての上皮成長因子受容体遺伝子変異の特異的検出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 笠間敏博, 長谷哲成, 近藤征史, 加地範匡, 渡慶次学, 長谷川好規, 馬場嘉信
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会第30回研究会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2014-10-03
• [学会発表] Rapid, low cost and highly sensitive detection of biomarkers in human serum for ultra-early diagnosis (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Kasama, Yutaka Hasegawa, Haruyasu Kondo, Tsutomu Ozawa, Noritada Kaji, Manabu Tokeshi, Yoshinobu Baba
  • 学会等名: International ERATO Higashiyama Live-Holonics Symposium 2014 "Plant Live-Cell Imaging and Microdevices"
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2014-09-09
• [学会発表] Microfluidic Devices for Medical Diagnosis and Gene Therapy (2014)
  • 著者名/発表者名: Manabu Tokeshi
  • 学会等名: The 6th International Nanoelectronics Conference 2014 (IEEE INEC2014)
  • 発表場所: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2014-07-28
  • 招待講演
• [学会発表] マイクロ・ナノ流体デバイスによる分析・診断応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡慶次学
  • 学会等名: 電気化学会北海道支部第30回ライラックセミナー
  • 発表場所: おたる自然の村おこばち山荘（北海道・小樽市）
  • 年月日: 2014-06-28
  • 招待講演
• [学会発表] 迅速・簡便疾患診断のためのイムノピラーデバイスの形状最適化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 笠間敏博, 長谷川寛, 近藤治靖, 小澤勉, 加地範匡, 渡慶次学, 馬場嘉信
  • 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（東京都・文京区）
  • 年月日: 2014-05-23