生体分子アレイ化TFTフォトセンサを用いた新規マイクロデバイスの開発

使用生物分子阵列TFT光电传感器开发新型微器件

• 批准号: 07J06807
• 负责人: 畠山 慶一
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J06807/
• 关键词: 遺伝子診断; マイクロデバイス; マイクロアレイ; point of care(POC); 一塩基多型(SNP); フォトセンサ; バイオチップ; POCT

前年度までに、TFTフォトセンサ上へ生体分子を簡便に高密度に固定化できることを示し、このセンサを抗体アレイ、ペプチドアレイやプロテインアレイに応用できることを示してきた。また、化学発光を用いて検出感度の向上も達成した。今年度は、このフォトセンサを用いた新規マイクロデバイスの構築を行い、装置の小型化を試みた。これにより、測定システム全体の小型化と半自動化を達成することができた。また、マイクロ流路と流速を制御することで、DNAハイブリダイゼーション時間を短縮することも可能にした。その結果、全血サンプルから3時間以内で遺伝子診断が可能であった。次に、このマイクロデバイスと化学発光を組み合わせた、新規検出システムの開発も行った。これにより、励起光源も不必要となり更なる小型化も達成することができた。化学発光に合わせて流路を再設計することで、一般的な発光検出システムより受光効率の高い検出システムを構築することが可能であった。また、反応全体の最適化を行い、全血サンプルから1時間以内で遺伝子診断が可能な検出システムを開発することができた。最後に、人工核酸であるlocked nucleic acid(LNA)を用いて迅速な遺伝子診断に向けた遺伝子増幅技術の開発を行った。遺伝子増幅反応であるPCRで用いるプライマーの一部にLNAを導入し、アニーリング温度を向上させることで、全体の温度変化量の少ないPCRの設計が可能になる。酵素や諸条件の最適化を行った結果、このLNAを用いた遺伝子増幅技術とマイクロデバイスを組み合わせることで、全血サンプルから30分程度で遺伝子診断が可能であることを示した。以上の成果により、当初の目的である小型の生体分子固定化TFTフォトセンサ内臓マイクロデバイスの構築が達成できたと考えられる。また、このマイクロデバイスの開発によって、非常に迅速な遺伝子診断が可能になった。

Before the annual ま で に, TFT フ ォ ト セ ン サ へ on simple living body molecular を に high-density に immobilized で き る こ と を し, こ の セ ン サ を antibody ア レ イ, ペ プ チ ド ア レ イ や プ ロ テ イ ン ア レ イ に 応 with で き る こ と を shown し て き た. Youdaoplaceholder0, chemical luminescence を is achieved by using また て検 to show the sensitivity <s:1> upward また to reach た. This year, <s:1>, <s:1> フォトセ フォトセ サを サを サを will use the new regulations of the <s:1> た regulations to construct を lines <e:1> and equipment <e:1> for miniaturization を trials みた. <s:1> れによ, determine the システム of all <s:1> miniaturized と semi-automated を to achieve する とがで とがで た た た た た た た た. ま た, マ イ ク ロ flow と velocity を suppression す る こ と で, DNA ハ イ ブ リ ダ イ ゼ ー シ ョ ン shortening time を す る こ と も may に し た. Youdaoplaceholder0 <s:1> results, whole blood サ サ プ プ 伝 ら ら ら ら within 3 hours で 伝 diagnosis が possible であった. に, こ の マ イ ク ロ デ バ イ ス と chemical group 発 light を み close わ せ た, new rules 検 out シ ス テ ム の open 発 も line っ た. <s:1> れによ, the excitation light source <e:1> does not need to be とな <e:1> to be more なる miniaturized <e:1> to achieve する とがで とがで た た た た. Chemical 発 light に close わ せ て flow を redesign す る こ と で, general な 発 検 out light シ ス テ ム よ り by light working rate high の い 検 out シ ス テ ム を build す る こ と が may で あ っ た. ま た, anti 応 all の optimization を い, whole blood サ ン プ ル か ら で within 1 time but 伝 son diagnosis can な が 検 out シ ス テ ム を open 発 す る こ と が で き た. Finally に, artificial nucleic acid で あ る locked nucleic acid (LNA) を い て な but に 伝 son diagnosis rapidly towards け た heritage 伝 child rights of technical の 発 opened を line っ た. Heritage 伝 child rights picture against 応 で あ る PCR で with い る プ ラ イ マ ー の a に LNA を import し, ア ニ ー リ ン グ temperature を upward さ せ る こ と で, all の temperature - fewer の な い PCR の design が may に な る. Enzyme や conditions の line optimization を っ た results, こ の LNA を with い た heritage 伝 child rights of technical と マ イ ク ロ デ バ イ ス を group み close わ せ る こ と で, whole blood サ ン プ ル か ら 30 degree で heritage 伝 son diagnosis can で が あ る こ と を shown し た. All above の に よ り, の original purpose で あ る small molecules immobilized の raw body TFT フ ォ ト セ ン サ routine in マ イ ク ロ デ バ イ ス の build が reached で き た と exam え ら れ る. ま た, こ の マ イ ク ロ デ バ イ ス の open 発 に よ っ て, very rapid に な but が 伝 son diagnosis may に な っ た.

项目成果

DNA固定化TFTフォトセンサを用いたオンチップ型遺伝子検出用マイクロデバイスの開発

使用 DNA 固定 TFT 光电传感器开发片上基因检测微器件

• 发表时间: 2007
• 作者: Masaki;T.;柾木 隆寿;柾木 隆寿;Keiichi Hatakeyama;Keiichi Hatakeyama;畠山慶一;田中剛;畠山 慶一;畠山 慶一
• 通讯作者: 畠山 慶一

Locked Nucleic Acid (LNA)と指紋認証デバイスを用いた遺伝子診断技術の開発

开发利用锁核酸（LNA）和指纹认证装置的基因诊断技术

• 发表时间: 2009
• 作者: Masaki;T.;柾木 隆寿;柾木 隆寿;Keiichi Hatakeyama;Keiichi Hatakeyama;畠山慶一
• 通讯作者: 畠山慶一

指紋認証デバイスを用いた遺伝子診断チップの開発

利用指纹认证装置开发基因诊断芯片

• 发表时间: 2008
• 作者: Masaki;T.;柾木 隆寿;柾木 隆寿;Keiichi Hatakeyama;Keiichi Hatakeyama;畠山慶一;田中剛;畠山 慶一
• 通讯作者: 畠山 慶一

指紋認証デバイスを利用したバイオセンサの開発

使用指纹认证装置的生物传感器的开发

• 发表时间: 2008
• 作者: Masaki;T.;柾木 隆寿;柾木 隆寿;Keiichi Hatakeyama;Keiichi Hatakeyama;畠山慶一;田中剛
• 通讯作者: 田中剛

Fabrication of Genetic Diagnostic Chip using DNA-arrayed TFT Photosensor

使用 DNA 阵列 TFT 光电传感器制造基因诊断芯片

• 发表时间: 2008
• 期刊: Electrochemistry 76(8)
• 作者: Masaki;T.;柾木 隆寿;柾木 隆寿;Keiichi Hatakeyama;Keiichi Hatakeyama
• 通讯作者: Keiichi Hatakeyama