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

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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。