温感性ハイドロゲルを用いたオンチップ生物分子ソーターの開発と応用研究

热敏水凝胶片上生物分子分选仪的开发与应用研究

• 批准号: 04J01756
• 负责人: 白崎 善隆
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J01756/
• 关键词: 温度感受性ハイドロゲル; オンチップ; マイクロソーター; 量子ドット; ミトコンドリア; PDMS; シースフロー; 局所加熱; 温感性ハイドロゲル; 分子ソーター; マイクロ流路; 1分子検出; メビオールゲル; 高感度検出; ゲルバルブ; 蛍光検出; 単離・精製

マイクロチップの生産向上を念頭に分離システムの再構築を行った。チップ素材には塑造できるPoly dimethyl siloxane(PDMS)を採用した。また、キャリア溶液によって試料溶液を挟み込んでシースフローとし、試料溶液を廃棄側分岐のみに流し込めるようにした。これにより、蛍光粒子が検出されない間は、赤外レーザーで局所加熱すること無しに試料溶液を廃棄できるようになった。一方、蛍光粒子が検出された場合は、瞬間的な加熱を廃棄側分岐に与え、試料溶液の流れを一時的に回収側分岐に向かせることで、蛍光粒子の分離を実現した。直径1μm以下の蛍光ビーズを試料として分離を行ったところ、検出分離の1サイクルにかかる時間を約5msまで高速化することに成功した。さらに上記で構築した分離システムをもとに、システムの安定性、操作の容易さを目指し、送液チューブとチップとの接続部の高耐圧化、分離部以外の流路を太くすることによる従来よりも一桁低い背圧での送液を実現した。また、キャリア溶液と試料溶液の流量比を流路形状によって調整し、従来3つの独立したポンプを必要としていた送液を1つのポンプのみで制御可能とした。高感度化では、シースフローによる試料溶液の3方向からの囲い込みを実現し、試料溶液の流れる範囲を幅2.2Fm、高さ1.4μmにまで絞り込み、高開口数の対物レンズを用いた高感度検出を実現した。実際、試料溶液を流れる量子ドットの蛍光シグナルを明瞭に検出し、分離することができた。HeLa細胞のミトコンドリアをMito Tracker Green FM(Invitrogen)によって選択的に蛍光染色し、セルライセートから本システムによって検出・分離を行った。結果、ミトコンドリアの蛍光シグナルを明瞭に検出することが出来、検出したミトコンドリアのうち、92%程度を分離することに成功した。

Youdaoplaceholder5 った ロチップ ロチップ を produce upward を thoughts に separate システム <e:1> and then construct を rows った. Youdaoplaceholder0 material に に shaping で る るPoly dimethyl siloxane(PDMS)を using た た. ま た, キ ャ リ ア solution に よ っ て sample solution を carry み 込 ん で シ ー ス フ ロ ー と し, sample solution を 廃 abandon lateral branching の み に flow し 込 め る よ う に し た. こ れ に よ り, 蛍 light particles が 検 out さ れ な い は, red outside レ ー ザ ー で す bureau heating る こ と no し に sample solution を 廃 abandon で き る よ う に な っ た. Party, 蛍 light particles が 検 out さ れ た は, instantaneous heating な を 廃 abandon lateral branching に の and え, sample solution flow れ を に 収 back side temporarily in the に to か せ る こ と で 蛍 light particle separation の を be presently し た. Under 1 microns diameter の 蛍 light ビ ー ズ を sample と し を line っ て separation た と こ ろ, 1 サ 検 out separation の イ ク ル に か か を about 5 ms ま る time high speed で す る こ と に success し た. さ ら に written で build し た separation シ ス テ ム を も と に, シ ス テ ム の stability, easy operation の さ を refers し, liquid チ ュ ー ブ と チ ッ プ と の meet 続 department の 圧 resistance, high separation department outside の flow を too く す る こ と に よ る 従 to よ り も a low girder い back 圧 で の send liquid を be presently し た. ま た, キ ャ リ ア solution と の sample solution flow than を flow shape に よ っ て し, 従 are adjusted to 3 つ の independent し た ポ ン プ を necessary と し て い た send liquid を 1 つ の ポ ン プ の み で suppression may と し た. Gao Gan degree melts で は, シ ー ス フ ロ ー に よ る の sample solution 3 direction か ら の 囲 い 込 み を be し now, sample solution の flow れ る van 囲 を picture 2.2 Fm, high さ 1.4 mu m に ま で ground り 込 み, high opening number の content レ seaborne ン ズ を with い た 検 Gao Gan degrees out を be presently し た. Be international, sample solution を flow れ る quantum ド ッ ト の 蛍 light シ グ ナ ル を clear に 検 し, separation す る こ と が で き た. HeLa の ミ ト コ ン ド リ ア を Mito Tracker Green FM (Invitrogen) に よ っ て sentaku of に 蛍 light dyeing し, セ ル ラ イ セ ー ト か ら this シ ス テ ム に よ っ て 検 line, the isolating を っ た. Results, ミ ト コ ン ド リ ア の 蛍 light シ グ ナ ル を clear に 検 out す る こ と が out, 検 し た ミ ト コ ン ド リ ア の う ち separation, degree of 92% を す る こ と に successful し た.

项目成果

On-chip cell sorting system using laser-induced heating of a thermoreversible gelation polymer to control flow

• DOI: 10.1021/ac0511041
• 发表时间: 2006-02-01
• 期刊: ANALYTICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 7.4
• 作者: Shirasaki, Y;Tanaka, J;Funatsu, T
• 通讯作者: Funatsu, T

On-chip Cell Sorting System Using Thermoreversible Gelation Polymer

使用热可逆凝胶聚合物的片上细胞分选系统

• 发表时间: 2007
• 期刊: IEEE J. Sel. Top. Quant. Electron 13
• 作者: Y. Shirasaki;H. Sugino;M. Tatsuoka;J. Mizuno;S. Shoji;and T. Funatsu
• 通讯作者: and T. Funatsu