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Absolute Quantification by Extended-nano Fluidic Device

通过扩展纳米流体装置进行绝对定量

基本信息

批准号：
17J10031
负责人：
中尾達郎
金额：
$ 1.09万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、昨年度に開発したfLメスピペット・フラスコを組み込んだ単一生細胞タンパク分析デバイスの開発に取り組んだ。そのためには単一生細胞タンパク分析を構成する11の化学操作（単一細胞の分離、刺激、細胞上清の定容、分取、抗原抗体反応、洗浄、酵素反応、検出など）を一つのデバイス上に集積して動作させるシステム化の方法論が必要である。具体的には①幅深さ数100 nmの拡張ナノ流路表面へ複数機能の付与②流路ネットワーク上でのpL-fLの溶液の流体操作法が必要になる。まず、拡張ナノ流路表面への機能付与に取り組んだ。従来は活性化した拡張ナノ流路表面に修飾剤を流すことで機能付与を行う。本研究では部分選択的な機能付与のために、修飾剤の導入時に空気または溶媒を導入することで流路内に気液・液液界面を作成し、修飾剤の到達範囲を制限する方法を考案・検討した。結果、拡張ナノ流路表面に親水性・疎水性・分子捕捉・非特異吸着防止の4種の機能の部分選択的付与に成功した。次に流体操作法を検討した。多数の化学プロセスを１つのデバイス上に集積化すると試薬供給のための流路が必要になり、流路は分岐を含む複雑なネットワークを形成する。定量分析のためにはこの流路ネットワーク上で微量な試料を損失なく運搬する流体操作法が必要になる。通常用いられる圧力駆動による流体操作を用いても流路の分岐部における流れの方向制御ができないため試料の損失が起こる。そこで、気液界面の形成と圧力駆動により流れの方向を制御する流体操作法を考案・検討した。結果、気液界面における圧力バランスの維持に必要な新たな設計指針を見出し、単一生細胞タンパク分析の11の化学操作の流体操作に成功した。最後に、本デバイスを用いてB細胞株(Raji)1細胞が刺激に応答して放出するサイトカインIL-6の定量に成功し、単一生細胞タンパク分析デバイスの動作検証に初めて成功した。

This year, the company launched a series of research and development projects in the past year. 11 chemical operations (isolation of individual cells, stimulation, cell supernatant volume determination, fractionation, antigen-antibody reaction, washing, enzyme reaction, and detection) are necessary for the analysis of individual cells. Specific aspects include: (1) the application of multiple functions to the surface of the flow path with an amplitude of 100 nm; and (2) the application of fluid handling methods to the pL-fL solution on the flow path. The function of the flow path surface is assigned to the selected group. To activate the flow path surface, modify the flow path, and perform the function. In this study, we investigated the methods of creating gas-liquid interface in flow path and limiting the reach range of modifier when introducing air and solvent. As a result, some of the four functions of hydrophilic, hydrophobic, molecular capture and non-specific adsorption prevention on the surface of the channel were successfully assigned. The second fluid handling method is discussed. Most of the chemical components are concentrated on the surface of the sample, and the flow path of the sample is necessary, and the flow path is divided into multiple components. Quantitative analysis is necessary for trace sample loss and transport in the flow path Usually, the fluid is operated by the pressure and the flow direction is controlled by the pressure and the loss of the sample. The fluid handling method for the formation of gas and liquid interfaces and the control of flow direction due to pressure fluctuation is discussed. As a result, new design guidelines were found for maintaining the pressure drop at the gas/liquid interface, and 11 chemical manipulations of the single cell were successfully performed. Finally, we successfully quantified IL-6 by stimulating B cell line (Raji)1 cells, and successfully demonstrated the action of B cell line (Raji) 1 cells by cell analysis.

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Development of fL Volumetric Pipette for Living Single Cell Analysis utilizing extended-nano fluidics

利用扩展纳米流体技术开发用于活体单细胞分析的 fL 容量移液器

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tatsuro Nakao;Yutaka Kazoe;Kyojiro Morikawa;Ling Lin;Ayumi Yoshizaki;Kazuma Mawatari;and Takehiko Kitamori
通讯作者：
and Takehiko Kitamori

Development of Femto-litter Volumetric Pipette for Living Single-Cell Analysis Utilizing Extended-nano Fluidics

利用扩展纳米流体技术开发用于活体单细胞分析的飞秒体积移液器

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tatsuro Nakao;Yutaka Kazoe;Kyojiro Morikawa;Ling Lin;Ayumi Yoshizaki;Kazuma Mawatari;and Takehiko Kitamori
通讯作者：
and Takehiko Kitamori

単一生細胞分析へ向けたfLメスピペットの開発

开发用于单个活细胞分析的 fL 容量移液器

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
中尾達郎;嘉副裕;林玲;森川響二朗;馬渡和真;北森武彦
通讯作者：
北森武彦

Micro/nano-integrated Fluidic Device for Living Single-cell Protein Analysis

用于活体单细胞蛋白质分析的微/纳米集成流体装置

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
The Proceedings of Conference microTAS 2018
影响因子：
0
作者：
1)Tatsuro Nakao;Yutaka Kazoe;Kyojiro Morikawa;Ayumi Yoshizaki;Kazuma Mawatari;and Takehiko Kitamori
通讯作者：
and Takehiko Kitamori

Development of Extended-nano Femtolitter Mess-pipette in Living Single Cell Analysis Device

活体单细胞分析装置中扩展型纳米 Femtolitter 混合移液器的开发

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
The Proceedings of Conference MicroTAS 2017
影响因子：
0
作者：
Tatsuro Nakao;Yutaka Kazoe;Kyojiro Morikawa;Ling Lin;Ayumi Yoshizaki;Kazuma Mawatari;and Takehiko Kitamori
通讯作者：
and Takehiko Kitamori