エクソソーム網羅的構造解析マイクロ・ナノデバイスによるガン転移機構解明

外泌体的全面结构分析 利用微纳器件阐明癌症转移机制

• 批准号: 22KJ2615
• 负责人: 藤原 聡子
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Osaka Metropolitan 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-22KJ2615/
• 关键词: エクソソーム; マイクロ・ナノデバイス; 粒子径分級; 膜・内包物解析; 捕集; 電気二重層; 表面増強ラマン散乱; 誘電泳動; エクソソーム; マイクロ・ナノデバイス; 粒子径分級; 膜・内包物解析; 捕集; 電気二重層; 表面増強ラマン散乱; 誘電泳動

本年度は次の3項目を実施した。1）所属研究室で既に知見のある、ナノ空間内電気二重層厚さに基づく粒子径分級法を、シースフローとナノ流路数を増設した新規石英製デバイスに適用し、粒子径分級能と（旧デバイスで課題であった）分級効率について検討した。まず、蛍光標識ナノ粒子を用いて粒子径分級したところ、約50 nm単位での分級が可能だと明らかになった。これは旧デバイスの分級能と同等であった。またシースフローを使用せずとも、旧デバイスと比べて単位時間当たり 2 倍以上の分級効率向上が示唆された。2）金ナノコーンアレイ（Au NCA）を利用した表面増強ラマン散乱センサ開発・性能評価を行った。まず、開発したAu NCAセンサの励起波長依存性・定量性・ラマン増強度について、レーザーラマン顕微鏡で評価した。結果、532 nmに比べて785 nm励起ではラマン信号が約60倍大きいことが分かった。これは各励起波長におけるAu NCAの光学特性から説明できることが分かった。また開発した本センサは、定量性やラマン増強度は類似構造をもつ既報センサと同程度だった。しかし、簡便な作製手順で既報よりも極めて高い再現性（<6%）をもつセンサの開発に成功した。3）誘電泳動法（DEP）を用いたプラズモニック結晶上への生体分子捕集評価を行った。まず、プラズモニック結晶である金ナノホールアレイ（Au NHA）に対向電極のITO電極を組み合わせたデバイスを作製した。そのデバイスを用いて、基礎検討として、Au NHA上への蛍光標識ナノ粒子捕集を試みた。結果、DEPによる金ナノホール近傍への蛍光標識ナノ粒子集積を蛍光画像およびAu NHAの光学特性変化から確認できた。さらに、極めて小さなタンパク質であるウシ血清アルブミンの非標識かつ迅速な捕集にも成功した。これら結果から、エクソソーム捕集へ応用展開できると考えられる。

今年，实施了以下三项：1）基于在实验室中已经知道的纳米空间中电动双层层厚度的粒度分类方法已应用于新的石英设备，其鞘流量增加，纳米流路路径的数量增加，粒度分类能力和分类效率（在旧设备中是一种挑战）。首先，当使用荧光标记的纳米颗粒分类粒径时，揭示了大约50 nm增量的分类。这等同于旧设备的分类能力。还建议，即使不使用护套，分类效率也将是旧设备的两倍以上。 2）使用金纳米阵列（AU NCAS）对表面增强拉曼散射传感器的开发和性能评估。首先，使用激光拉曼显微镜评估了开发的Au NCA传感器的激发波长依赖性，定量性和拉曼强度的增强。结果，发现在785 nm激发时，拉曼信号大约是60倍，而532 nm则是大约60倍。这可以通过每个激发波长的Au NCA的光学特性来解释。开发的传感器也具有与先前报道的具有相似结构的传感器相似的定量特性和拉曼强度增强。但是，我们已经成功地开发了一个具有极高可重现性（<6％）的传感器，该传感器比以前通过简单制造程序报道的传感器。 3）收集生物分子并使用介电粒子（DEP）对等离子体晶体进行评估。首先，制造了一种设备，其中将等离子晶体，金纳米荷尔阵列（Au nha）与ITO电极结合在一起。使用此设备，我们试图在Au NHA上收集荧光标记的纳米颗粒作为基础研究。结果，通过荧光图像和Au NHA的光学性质的变化证实了DEP附近荧光标记的纳米颗粒的积累。此外，它在不标记和快速收集了极小的蛋白质牛血清白蛋白方面也成功了。这些结果表明它可以应用于外泌体收集。