１分子ＰＣＲデバイスの開発

文献情報

• 文献番号: 200500202A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: １分子ＰＣＲデバイスの開発
• 課題番号: H16-ナノ-009
• 研究年度: 平成17(2005)年度
• 研究代表者(所属機関): 野地 博行(大阪大学産業科学研究所)
• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 萌芽的先端医療技術推進研究【ナノメディシン分野】
• 研究開始年度: 平成16(2004)年度
• 研究終了予定年度: 平成18(2006)年度
• 研究費: 5,000,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

「我々が独自に開発した超微小の反応チャンバーとマイクロヒーターを利用して、1分子PCRと増幅DNA長の計測を両立したシンプルなデバイスを開発する。」これが、本研究の目的である。

研究方法

1）マイクロヒーターを用いたPCRサイクルの再現
マイクロヒーターを用いて、PCR温度サイクルを水溶液中で再現する。ヒーター表面を高分子膜（パリレン膜）によってコーティングすることで、ヒーターの耐久性を向上させる試みる。
2）フェムトリットルチャンバーとマイクロヒーターとの統合化とDNA1分子の変性
フェムトリットルチャンバーとマイクロヒーターとを組み合わせ、チャンバー中のDNA分子を可視化し、マイクロヒーターで温度制御を行、DNA1分子を変性させる。その様子を可視化する。
3）チャンバー内DNAに対する電気的操作
増幅したDNAの長さを計測するためには、チャンバー内DNAに対して交流電界を印加する必要がある。このような電気的な操作を行う前段階として、本年度ではチャンバーに閉じ込めたDNAに対して一定電流を流し、DNAのブラウン運動を電気的に制御可能か検証する。

結果と考察

1）マイクロヒーターを用いたPCRサイクルの再現
マイクロヒーター表面をパリレン膜でコートすることにより、PCR温度サイクルを水溶液中で再現することに成功した。また、コーティングすることにより、マイクロヒーターの耐久性が向上し30回以上の繰り返し使用が可能となった。
2）フェムトリットルチャンバーとマイクロヒーターとの統合化とDNA1分子の変性
フェムトリットルチャンバー中に閉じこめたDNAに対し、マイクロヒーターでDNAの変性温度に相当する、98℃の温度を与えてやると、1分子のDNAの変性が可視化できることが分かった。
3）チャンバー内DNAに対する電気的操作
増幅したDNAの長さを計測するためには、チャンバー内DNAに対して交流電界を印加する必要がある。このような電気的な操作を行う前段階として、本年度ではチャンバーに閉じ込めたDNAに対して一定電流を流し、DNAのブラウン運動を電気的に制御可能か検証した。この結果、チャンバー内DNAは0.1mA以上の電流によってブラウン運動が抑制され始め、0.3mA以上で完全に抑制されることがわかった。

結論

この結果から、フェムトリットルチャンバーと電気的操作とが両立可能であることがわかった。このため、顕微鏡上でPCRを行うための基盤技術の開発はほとんど終了し、それをすべて組み合わせる段階に来ていると考えている。

公開日・更新日

• 公開日: 2006-07-19
• 更新日: -