| 研究課題/領域番号 |
25820174
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
中野 道彦 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 助教 (00447856)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 誘電泳動 / 誘電泳動インピーダンス計測法 / ウイルス診断 / DNA / PCR / 微粒子 |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、電気的にウイルスを特異的に検出するシステムの開発である．当初予定では、ウイルスを含む検体水溶液からウイルスを抗原抗体反応によって捕捉し、そのウイルスを誘電泳動インピーダンス計測法（DEPIM、dielectrophoretic impedance measurement）で検出することを検討していた。この方法によって、今日雑部の影響を無くし、効率良くウイルスを検出できると考えた。そこで、非感染性ウイルスを用いて、それを含む水溶液中のウイルスをDEPIMでどの程度の感度で検出できるか試みた。アデノウイルス、ノロウイルス、ロタウイルスにおけるDEPIMでの検出感度は、およそ数ng/mlであった。これは、抗原抗体反応による簡易検査法であるイムノクロマト法とほぼ同じであり、それほど高感度と言えないことがわかった。そこで、より高感度にウイルスを検出するシステムを構築するために、ウイルス由来DNAを検出することを考えた。それは、ウイルス検査において最も高感度で正確な検出法のひとつである核酸増幅法において増幅後のDNAを簡便かつ短時間に測定することである。核酸増幅法のひとつであるPCR（polymerase chain reaction）は、高感度かつ特異的に対象DNAを増幅する手法である。PCRによる検出において、反応後のDNAを何らかの方法で検出しなければならず、本研究ではこのPCR後のDNA検出を簡便化することを考えた。そこで、微粒子を用いた誘電泳動によるDNAの検出法を考案した。その方法は、微粒子の誘電泳動特性がDNAの結合によって大きく変化することを利用している。つまり、PCR後の溶液に対して微粒子を感作させてDNA結合微粒子を形成し、そのDNA結合微粒子をDEPIMによって検出する。この方法によって、通常では数時間必要なDNA検出を15分程度で行えることを示した。
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| 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
当初計画では、ウイルスそのものをDEPIMによって検出することを考えていた。そして、他に夾雑物のない状態でDEPIMによるウイルス検出の検出感度を測定したところ、それほど高い感度で測定できないことがわかった。そこで、検出対象をウイルスそのものではなく、ウイルスからPCRによって増幅したDNAを検出することにした。すなわち、高感度かつ特異的なPCRによるウイルス診断において、PCR後のDNA検出を簡便かつ短時間化することを研究対称とした。そして、微粒子誘電泳動を用いた新しいDNA検出法を考案し、その有効性を示した。当初計画としたウイルス検出系とは違うものの、高感度で簡便なウイルス検出システムを構築する上で、本法は非常に有効であると考えている。そのため、研究のこれまでの達成度は「おおむね順調に進んでいる」とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
新しく考案した微粒子誘電泳動によるDNA検出法について、その詳細を調べて実際のウイルス検査に応用できるようにする。H25年度において、その基本的な方法について考案し、それが実際に行われることを示した。今後は、本法の詳細を検討する。それは、（１）微粒子の大きさとDNAの大きさをパラメータにしたときの微粒子誘電泳動の変化の大きさについて実験及び理論考察を行う、（２）実際の検出系、様々な夾雑物が含まれる系において本法が利用できるかどうか検討する、（３）PCRと本DNA検出法を連続して、あるいは同時に行うための反応系を構築する、等である。
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