１分子ＰＣＲデバイスの開発

文献情報

• 文献番号: 200400195A
• 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: -
• 研究年度: 平成16(2004)年度
• 研究代表者(所属機関): 野地 博行(東京大学生産技術研究所)

研究分担者(所属機関)

• 竹内　昌治(東京大学生産技術研究所)

• 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

本研究では、超微小の反応チャンバーとマイクロヒーターを利用した1分子PCRデバイスの開発を目指す。PCRは遺伝子診断等に広く利用されている手法であり、既にその反応の改良・デバイスの開発等が多数なされているにもかかわらず、1分子単位での反応観察の例は無い（1分子由来のDNA増幅はいくつか報告されているが、計測は分子単位ではない）。これまで、我々は生体分子の１イメージング実験や、マイクロ加工を利用して超微少溶液チャンバーとマイクロヒーターの開発を行ってきた。本研究では、PCR試薬と一緒にDNA1分子をフェムトリットルチャンバーに閉じ込め、これをマイクロヒーターで加熱してPCRを1分子単位で計測するデバイスを開発する。これによって、ハイスループットの最小・最速PCRが可能となる。

研究方法

本年度は以下の項目に関して、研究を実施した。
１：１分子DNAイメージングと高効率PCRを両立する反応条件検討
２：顕微観察用微小チャンバーにおけるPCR反応の検出
３：マイクロヒーターの開発とその評価　

結果と考察

１：１分子DNAイメージングと高効率PCRを両立する反応条件検討
DNA蛍光標識に用いられる蛍光試薬SYBR_Greenは、高濃度ではPCRを阻害するそこで、各SYBR_Green濃度における、1分子イメージングとPCR反応効率を検証した。その結果、5kbpのDNAフラグメントに関して、原液の1/2000~1/3000希釈溶液が最適であることが明らかになった。
２：顕微観察用微小チャンバーにおけるPCR反応の検出
上記で明らかになった条件で、顕微鏡観察用のチャンバー中におけるPCRの反応の確認を行っている。
３：マイクロヒーターの開発とその評価　
直径100ミクロン程度のμヒーターを作成し、その温度精度を評価した。その結果、23℃から90℃の範囲で、精度5℃以内かつ時定数約3秒の応答速度で微小空間の温度制御に成功した。

結論

１分子ＤＮＡイメージングとＰＣＲを両立する条件が分かった。また、ＰＣＲを行うに十分なマイクロヒーターの開発にも成功した。

公開日・更新日

• 公開日: 2005-07-12
• 更新日: -