マイクロ流体デバイスによる高速EV計測・解析技術の開発

使用微流体装置开发高速EV测量和分析技术

• 批准号: 22KJ2781
• 负责人: 津山 慶之
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Tokyo Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2781/
• 关键词: マイクロ流体工学; 光学計測; 細胞外微粒子; マイクロ液滴; フローサイトメトリー

細胞外粒子（EV: Extracellular Vesicles）は、細胞間の情報伝達ツールとしてがんなどの様々な疾患に関与していることが近年明らかにされてきている。EVの粒子サイズや組成に多様性があることが報告されているが、その多様性の詳細と生物学的な役割は分かっていない。そこで本研究では、マイクロ流体デバイスを用いることで多様なEVを精細に分類して選択的に分取し、その生物学的役割を明らかにすることを目指した。2022年度は主としてEVを高速かつ正確に計測・分取するための計測システムと流体デバイスの開発と最適化に取り組んだ。微粒子由来の微弱な信号を高感度に計測可能な計測システムを設計・開発し、実際に脂質膜や膜たんぱく質を蛍光染色したEVを検出できることを実証した。次に、計測情報に基づいて個々のEVを高速で分取するために、fL体積の極微小な液滴を高速で分取可能な流体デバイスを開発した。開発したデバイスによって毎秒30,000液滴以上という高速での液滴分取を実現した。最後に上記の計測と分取を統合した実験システムを構築し、各部分を集積化したマイクロ流体デバイスを設計、作製した。計測から液滴分取までのタイミングを一致させるためにデバイス構造や光学系を工夫することで、高い正確性かつ高速で狙った液滴を分取できるシステムを構築した。さらに実験条件を最適化することで、計測情報に基づいて直径100nmの蛍光粒子を選択的に分取できることを実証した。

Extracellular particles (EV: Extracellular Vesicles) は, intercellular の intelligence 伝 ツ ー ル と し て が ん な ど の others 々 な disorders に masato and し て い る こ と が in recent years, Ming ら か に さ れ て き て い る. An EV の particle サ イ ズ や に multiple others が あ る こ と が report さ れ て い る が, そ の multiple others の と biology cut は な service points in detail か っ て い な い. そ こ で this study で は, マ イ ク ロ fluid デ バ イ ス を with い る こ と で many others な EV を fine に classification し て sentaku に divide of し, そ の biology "を cut Ming ら か に す る こ と を refers し た. 2022 annual は main と し て EV を high-speed か つ right に metering, divide す る た め の measuring シ ス テ ム と fluid デ バ イ ス の open 発 と optimization に group take り ん だ. Particles origin の な weak signal を Gao Gan degrees に measuring may な measuring シ ス テ ム を design, open 発 し や, the event be に lipid membranes た ん ぱ く qualitative を 蛍 light staining し た EV を 検 out で き る こ と を card be し た. Time に, measuring intelligence に づ い て a 々 の EV を high-speed で divide す る た め に, fL volume の tiny な droplet を high-speed で divide may な fluid デ バ イ ス を open 発 し た. Launch たデバ スによって スによって at a rate of more than 30,000 droplets per second と う う high-speed で <s:1> droplet collection を actual occurrence た. Finally に written の measuring と divide を integration し た be 験 シ ス テ ム を build し, parts を set product し た マ イ ク ロ fluid デ バ イ ス を design, make し た. Measuring か ら droplets divide ま で の タ イ ミ ン グ を consistent さ せ る た め に デ バ イ ス tectonic や optics を time す る こ と で, high accuracy of い か つ high-speed で previously っ た droplet を divide で き る シ ス テ ム を build し た. を さ ら に be 験 conditions optimization す る こ と で, measuring intelligence に づ い て diameter of 100 nm の 蛍 light particles を sentaku に divide of で き る こ と を card be し た.

项目成果

FOURIER-SYNTHESIZED HARMONIC BULK ACOUSTIC STANDING WAVE FOR CHANGEABLE FOCUSING OF MICRO/SUBMICRON PARTICLES

用于微米/亚微米粒子可变聚焦的傅里叶合成谐波体声驻波

• 发表时间: 2022
• 期刊: The Proceedings of μTAS 2022
• 作者: Yoshiyuki Tsuyama; Yusuke Yoshioka; SangWook Lee;Sadao Ota
• 通讯作者: Sadao Ota

高速液滴分取装置

高速液滴分离装置

• 发表时间: 2022

フーリエ合成高調音響波による微小流路内での可変・動的な微粒子フォーカシング

使用傅立叶合成谐波声波在微通道中聚焦可变和动态粒子

• 发表时间: 2022
• 作者: 津山慶之;Sangwook Lee;吉岡祐亮;太田禎生
• 通讯作者: 太田禎生

Development of high-throughput microfluidic nanoparticle sorter toward extracellular vesicle analysis

开发用于细胞外囊泡分析的高通量微流控纳米颗粒分选仪

• 发表时间: 2023
• 作者: Yoshiyuki Tsuyama;Kenji Hinode;Yusuke Yoshioka;Sadao Ota
• 通讯作者: Sadao Ota

単一微粒子解析に向けた超高速fL液滴ソーターの開発

开发用于单颗粒分析的超高速 fL 液滴分选仪

• 发表时间: 2022
• 作者: 津山慶之;日野出憲治;吉岡祐亮;太田禎生
• 通讯作者: 太田禎生