ラベルフリーで多重感染定量検出可能なCD型EISのケニアにおける検証研究

肯尼亚免标记可定量检测多种感染的CD型EIS验证研究

基本信息

批准号：
20KK0251
负责人：
武居昌宏
金额：
$ 11.98万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-10-27 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

R4年度はインピーダンスアナライザ(計測周波数域4Hz～300MHz)を利用したマラリア模擬赤血球およびヒトマラリア感染赤血球を利用した感染赤血球の誘電特性評価を実施した。まず、昨年度に引き続き、マラリア模擬赤血球として、細胞核（マラリア寄生虫を模擬）の存在する鶏血液および豚血液（核なし、通常赤血球）を混合した血液を電極付きキュベット内でインピーダンスアナライザにより計測し、誘電特性を調査した。計測されたインピーダンスおよび誘電率からは、鶏赤血球の比率が大きくなるにつれてインピーダンスや誘電率の変化が生じることが確認されたが、異なる動物種の赤血球であるため、特性変化の因子が複雑あるため緩和時間分布(DRT)法を利用し、因子の特定を試みた。その結果、周波数40MHz付近で生じた誘電率・導電率変化が赤血球膜内の物質（この場合は細胞核の存在）に起因したことが示唆された。また、ヒトマラリア感染赤血球を用いて同様の実験を実施した。感染率(全赤血球中に含まれる感染赤血球の割合。ギムザ染色により計測)が既知の血液を電極付きキュベット内で計測し、マラリアが感染した赤血球の誘電特性を調査した。この結果、模擬赤血球を利用した上述の実験と同じ周波数域において導電率の変化が確認された。本実験では、寄生虫感染率が4%～10%程度と比較的高い感染率での実験であったため、今後はより低い感染率までの検出精度改善に向けたセンサおよびシステム開発に取り組む。また、昨年度に製作した遠心分離一体型EIS検出装置における現状の計測周波数域が1kHz～100kHzであるため、より広帯の周波数領域まで計測を可能にするハードウェアの改良が必要である。

在2014财年，我们使用阻抗分析仪（测量4Hz至300MHz的测量频率范围）对疟疾模拟了疟疾模拟和感染红细胞的介电表征评估。首先，在去年之后，使用电压分析仪在带有电极的比世室中测量了疟疾模拟的红细胞，与细胞核（嘲笑疟疾寄生虫）混合了血液和猪血（通常是红细胞），并研究了介质特性。测得的阻抗和介电常数证实，随着鸡肉红细胞的比例增加，阻抗和介电常数的变化发生，但是由于来自不同动物物种的红细胞是特征变化的复杂因素，我们试图使用松弛时间分布（DRT）方法来识别因素。结果表明，以大约40 MHz的频率发生的介电常数和电导率的变化是由红细胞膜中的物质引起的（在这种情况下为细胞核的存在）。另外，使用人类疟疾感染的红细胞进行了类似的实验。在具有电极的比色杯中测量了已知感染率的血液（所有红细胞中包含的感染红细胞的百分比，通过GIEMSA染色测量），并研究了疟疾感染的红细胞的介电性能。结果，使用模拟的红细胞在与上述实验相同的频率范围内确认了电导率的变化。在此实验中，寄生虫感染率相对较高，约为4％至10％，因此我们将致力于开发传感器和系统，以提高检测准确性，直至较低的感染率。此外，由于去年生产的离心集成EIS检测设备的当前测量频率范围为1kHz至100kHz，因此有必要改善硬件，以实现对更广泛频率范围的测量。