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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。

In the year of R4, the induction characteristics of infected red blood cells were evaluated by measuring the frequency range of 4Hz to 300MHz. In the past year, the presence of red blood cells, cell nuclei (parasite simulation), blood and pig blood (nucleus, normal red blood cells) were mixed, and the blood electrode was used to measure and investigate the inductive characteristics of red blood cells. The percentage of erythrocytes measured by the method of complex time distribution (DRT) and factor specific test was determined by the method of complex time distribution (DRT). As a result, the frequency of 40MHz is close to the occurrence of induced conductivity, conductivity changes, and the existence of substances in the red blood cell membrane (in this case, the existence of the nucleus). The infection of red blood cells is caused by the infection of red blood cells. Infection rate (total red blood cells). To investigate the inductive properties of infected erythrocytes by measuring the presence of a known blood electrode. The results of the simulation of red blood cell utilization are confirmed by the change of conductivity in the same frequency domain. In this case, the parasite infection rate was 4%~10%, and the detection accuracy of the high infection rate was improved. In the future, the detection accuracy of the low infection rate was improved. In the past year, the development of a telecentric integrated EIS detector has made it necessary to improve the current measurement frequency range from 1kHz to 100kHz.