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2012 Fiscal Year Annual Research Report

独自のマイクロチップと増幅法を駆使したPOCTデバイスの開発

Research Project

Project/Area Number 22500448
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

細川 和生  独立行政法人理化学研究所, 前田バイオ工学研究室, 専任研究員 (00373366)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywordsマイクロチップ / イムノアッセイ / ポイント・オブ・ケア / 疾患マーカー / 臨床検査 / 抗体
Research Abstract

本課題の目的は,二つの独自技術「自律駆動マイクロチップ」と「層流樹状増幅法(LFDA)」により簡便・迅速で高性能なイムノアッセイ検査を実現することであった.これまでに,前立腺がんのマーカーである前立腺特異抗原の高感度検出を実現し,さらに,3種類のがんマーカータンパク質の同時検出にも成功した.本年度は,新しいがんマーカーとして注目されているマイクロRNAの検出を試みた.
マイクロRNAはイムノアッセイと同様の原理で検出することができる.すなわち,ターゲットRNAと相補的な配列を持ったプローブDNAを,抗体の代わりにターゲットと結合させれば良い.この実験ではヒトmiR-21(22塩基)をターゲットとして,そこに同時に結合できる2種類のプローブDNA(捕捉プローブと検出プローブ,各11塩基)を設計した.捕捉プローブをガラス基板に固定化し,そこにPDMS流路を接合することにより,マイクロチップを完成した.自律駆動法とLFDAを用い,イムノアッセイと同じ要領で(2次抗体の代わりに検出プローブを注入)検出を行った.サンプル体積は0.5 μLとした.
増幅反応開始から数分で,捕捉プローブを固定した位置において蛍光強度が指数関数的に増加した.この増加が始まる時間はマイクロRNA濃度に依存し,高濃度な場合ほど早期に信号増加が開始した.しかしその増加開始時間には若干のばらつきがあり,またブランク(濃度ゼロ)の場合にも信号増加が見られた.そこで常に参照溶液としてブランクを流し,サンプル溶液との比較によってセンサーの応答を定義することにした.その応答をサンプル濃度に対してプロットしたところ,検出限界値として0.5 pM が得られた.以上から,本研究の方法がマイクロRNAに対しても有効であることが分かった.

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (8 results)

All 2013 2012

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Application of microchip phosphate-affinity electrophoresis to measurement of protease activity in complex samples2013

    • Author(s)
      Aishan Han, Kazuo Hosokawa, Mizuo Maeda
    • Journal Title

      Analytical Biochemistry

      Volume: 432 Pages: 8-10

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rapid microRNA detection using power-free microfluidic chip: coaxial stacking effect enhances the sandwich hybridization2012

    • Author(s)
      Hideyuki Arata, Hiroshi Komatsu, Aishan Han, Kazuo Hosokawa, Mizuo Maeda
    • Journal Title

      Analyst

      Volume: 137 Pages: 3234-3237

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rapid and sensitive microRNA detection with laminar flow-assisted dendritic amplification on power-free microfluidic chip2012

    • Author(s)
      新田 英之
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 7 Pages: e48329

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0048329

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Power-free microfluidic device for point-of-care medical tests2013

    • Author(s)
      細川 和生
    • Organizer
      CRC International Symposium
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20130205-20130206
    • Invited
  • [Presentation] Sub-attomole detection of microRNA in twenty minutes using power-free microfluidic chip: towards point-of-care testing2012

    • Author(s)
      新田 英之
    • Organizer
      The 16th Micro Total Analysis Systems
    • Place of Presentation
      Ginowan, Japan
    • Year and Date
      20121028-20121101
  • [Presentation] Manipulation of individual live cells by micro-fabricated structure2012

    • Author(s)
      Ken-Ichi Wada, Kazuo Hosokawa, Yoshihiro Ito, Mizuo Maeda
    • Organizer
      The 7th Sweden-Japan BioNano Workshop
    • Place of Presentation
      Stockholm, Sweden
    • Year and Date
      20121015-18
  • [Presentation] MicroRNA detection on a power-free microchip toward point-of-care testing2012

    • Author(s)
      Ryo Ishihara, Hideyuki Arata, Hiroshi Komatsu, Kazuo Hosokawa, Mizuo Maeda
    • Organizer
      The 7th Sweden-Japan BioNano Workshop
    • Place of Presentation
      Stockholm, Sweden
    • Year and Date
      20121015-18
  • [Presentation] 自律駆動マイクロチップを用いたイムノアッセイ2012

    • Author(s)
      細川和生
    • Organizer
      生物化学的測定研究会第17回学術集会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2012-06-08

URL: 

Published: 2014-07-24  

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