DNA修飾粒子を用いたDNA分解酵素検出法の開発

开发使用DNA修饰颗粒的DNA降解酶检测方法

• 批准号: 22K04148
• 负责人: 江口 正徳
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Technology (KOSEN), Kure College
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04148/
• 关键词: 誘電泳動; 生体分子; インピーダンス計測; DNA分解酵素

本研究では，DNA分解酵素などの生体分子や細胞外小胞を極微量の血液で検査可能な新規の生体分子計測技術を電気工学的アプローチにより構築するとともに，それらの生体材料の電気的特性を解明することを目的とする．今年度の研究実績は以下のとおりである．(1) アビジン-ビオチン反応を用いて，ポリスチレンマイクロ粒子に生体分子(DNA)を固定化し，誘電泳動現象と斜面重力を組み合わることにより，DNA分解酵素によるマイクロ粒子の誘電特性の変化を検出した．マイクロ粒子に発生する誘電泳動力は，DNAの固定化によって増加し，DNA固定化の有無により斜面重力との平衡点は，20 μm程度変化することが確認できた．(2) 液中のエクソソームを抗原抗体反応により，効率的に特異的抽出を行うために誘電泳動を用いた抗原抗体促進法を開発した．誘電泳動とは，不均一電界下に存在する溶液中の粒子に力が生じる現象で，粒子を1箇所に収集することが可能である．生体細胞(HEK293)を用いた実証実験を行い，その有効性を明らかにした．(3) エクソソームの電気的特性を利用した検出法として，インピーダンス計測による検出法を提案した．具体的には，誘電泳動により，溶液中のエクソソームを誘電泳動により電極間に架橋し，その時のインピーダンスの変化を測定することで，エクソソームの検出を試みた．エクソソームが捕集されるほど，導電率のていることが確認できたが，エクソソームのサイズが小さく，エクソソーム架橋によるインピーダンス変化量は小さかった．

这项研究旨在构建一种新型的生物分子测量技术，该技术可以使用电气工程方法测试具有非常少量的血液的DNA降解酶和细胞外囊泡等生物分子，并阐明这些生物材料的电性能。今年的研究结果如下：（1）使用Avidin-biotin反应，将生物分子（DNA）固定在聚苯乙烯微粒上，以及通过将介电现象与斜率重力相结合，从而使DNA降解剂引起的微颗粒的介电性能变化。已经证实，在微颗粒中产生的介电性力随着DNA固定的增加而增加，并且根据是否存在DNA固定化，带有斜率重力的平衡点会变化约20μm。 （2）开发了使用介电型的抗原抗体促进方法，以使用抗原抗体反应有效地在溶液中特异性提取外泌体。介电性电泳是一种现象，其中在不均匀电场下存在的溶液中的颗粒上发生了力，从而使颗粒可以在一个位置收集。我们使用活细胞（HEK293）进行了示范实验，以阐明其有效性。 （3）我们提出了一种使用阻抗测量的检测方法，作为利用外泌体电性能的检测方法。具体而言，我们试图通过将介质的外泌体在电极之间通过介电的溶液进行交联，并测量当时的阻抗变化来检测外泌体。有人确认收集的外泌体越多，导电性越多，但是外泌体的大小较小，由于外粒子交联引起的阻抗变化量较小。

项目成果

交流電気浸透流を用いたエクソソーム収集デバイスの開発

利用交流电渗流开发外泌体收集装置

• 发表时间: 2022
• 作者: 神林崇;千葉滋,入鹿山容子;石戸秀明;森田恵美;根本剛;近藤英明;小川靖裕;乳原彩香;福住昌司;木村昌由美;町 依蕗，二重谷 光輝，甲斐 萌華，中岡 佑輔，江口 正徳，岡田 麻美，梶谷 直人
• 通讯作者: 町 依蕗，二重谷 光輝，甲斐 萌華，中岡 佑輔，江口 正徳，岡田 麻美，梶谷 直人

先端鋭利型対向電極を用いたエクソソームインピーダンス計測

使用尖头反电极测量外泌体阻抗

• 发表时间: 2022
• 作者: 二重谷 光輝，西林 寛大，江口 正徳;山川 烈;町 依蕗，二重谷 光輝，甲斐 萌華，中岡 佑輔，江口 正徳，岡田 麻美，梶谷 直人;町 依蕗，西林 寛大，江口 正徳
• 通讯作者: 町 依蕗，西林 寛大，江口 正徳

斜面重力を用いた生体分子固定化マイクロビーズの誘電泳動特性測定

利用倾斜重力测量生物分子固定微珠的介电泳特性

• 发表时间: 2022
• 作者: 町 依蕗，江口 正徳;山川 烈
• 通讯作者: 山川 烈

エレクトロローテーションマイクロアレイを用いた生体細胞の誘電特性測定

使用电旋转微阵列测量活细胞的介电特性

• 发表时间: 2022
• 作者: 二重谷 光輝，西林 寛大，江口 正徳;山川 烈;町 依蕗，二重谷 光輝，甲斐 萌華，中岡 佑輔，江口 正徳，岡田 麻美，梶谷 直人;町 依蕗，西林 寛大，江口 正徳;甲斐 萌華，町 依蕗，江口 正徳，岡田 麻美，梶谷 直人;藤井 蒼太，植松 琢登，江口 正徳
• 通讯作者: 藤井 蒼太，植松 琢登，江口 正徳

AC-Electroosmosis Based Device for Collection of Extracellular Vesicles

基于交流电渗透的细胞外囊泡收集装置

• 发表时间: 2023
• 作者: Ibuki Machi;Taisuke Motoyama;Mami Okada;Naoto Kajitani;and Masanori Eguchi
• 通讯作者: and Masanori Eguchi