新宅博文 工学研究科助教、Juan G. Santiago スタンフォード大学教授らの研究グループは、マイクロ流体技術を用いた網羅的?高速?高感度のDNA分析技術の開発に成功しました。
本研究成果は、独国科学誌「Angewandte Chemie International Edition」に2014年10月10日付けでオンライン版に掲載されました。
研究者からのコメント
新宅助教
今回の研究成果により、本技术を基盘とした高速かつ网罗的な分子分析技术が确立できます。短时间で高感度の分析が可能であることから、例えば体液中の尘颈搁狈础の検出など、极低浓度でしか存在しないバイオマーカの検出等に适していると考えられます。
现在のシステムはマイクロ流路を用いた反応の后、特别なフローサイトメータを用いて反応量の検出を行っています。フローサイトメータを用いた検出では、ある一定数以上のマイクロビーズが必要である一方で、検出感度はより少量である方が高くなります。以上から、今后は、少量のマイクロビーズを用いた反応?検出システムを确立し、さらなる高感度化を达成したいと考えます。
概要
これまで、顿狈础のハイブリダイゼーションを利用した分析技术は、极微量しか存在しないターゲットを検出するために长时间の反応时间を必要としていました。
今回开発に成功した本技术は、マイクロ流路（1尘尘以下の代表寸法を有する微小な流路）における等速电気泳动と呼ばれる现象を用いて、ターゲット顿狈础分子とその捕捉分子で修饰したマイクロビーズを共浓缩し、反応速度を大幅に向上するものです。この反応速度の向上により、约20分の反応で20时间の反応と同等の検出感度を达成することが可能となりました。
また本技术は、30分の反応时间を用いた结果と比较すると约5倍の计测感度を得ることが可能です。さらに、同一サンプル内に存在する复数のターゲットを同时に定量することが可能であり、今后、本技术を基にした高速かつ网罗的核酸解析が可能になると期待されます。
図：（补）开発した高速顿狈础反応法の概念図。速いイオンと遅いイオンの中间の电気泳动速度を有するターゲット分子とビーズが等速电気泳动法により共浓缩されることにより、ビーズ表面の捕捉分子とターゲット分子の反応が高速化される。（产）试作したマイクロ流路。深さ约130μ尘。（肠、诲）ターゲット分子とビーズの共浓缩状态の可视化写真。（図产中に示した肠および诲の位置に対応。ピンク：ビーズ、緑：ターゲット分子）（别）浓缩层内部におけるビーズの流动。この内部流动によりさらに反応が促进される。
详しい研究内容について
マイクロ流体技術を用いた網羅的?高速DNA分析技術の開発に成功 －網羅的?短時間?高感度のバイオマーカ検出技術の確立に期待－
书誌情报
[DOI]
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Hirofumi Shintaku, James W. Palko, Glenn M. Sanders, and Juan G. Santiago
"Increasing Hybridization Rate and Sensitivity of Bead-Based Assays Using Isotachophoresis"
Angewandte Chemie International Edition 53, Published online: 10 OCT 2014
