| チームリーダー ： |
西垣 功一【埼玉大学 大学院理工学研究科 教授】 |
| サブリーダー ： |
武居 修【（株）ライフテック 研究開発部 グループリーダー】 |
| 中核機関 ： |
埼玉大学 |
| 参画機関 ： |
（株）ライフテック、（株）エンプラス、ジェナシス（株）、ファインテック（株）
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- Ⅰ．開発の概要
- 細胞増殖、アポトーシスあるいは蛍光発光など特定の細胞応答を引き起こす機能性分子を微量（～100 nL）で超高速（10３～４／日）にスクリーニングできるシステムを開発する。この開発では、ピペット操作を必要とせず多重並列微量試料を移送することができる「体積活用型マイクロアレイ」を用いて、微小穴中の細胞応答の観察と高感度な物理的・化学的検出が可能なデバイスを実現する。創薬を初め、幅広い分野での社会貢献が期待できる。
- Ⅱ．開発項目
- （１）新型マイクロアレイ（ＭＭＶ）チップの開発
- 基板として、1インチ角に1024の微小穴（～100 nＬ容量／穴）を有し、それらの内容物を、対面する別の基板に、遠心によって直接一斉移送することができるMMV（Microarray with Manageable Volume）チップを開発した。PCRや試験管内タンパク質合成を初めとする種々の多段階反応（5～10段階）で必要なピペット操作を省き、時間的ロスおよび蒸発や吸着による試料ロスを避けることができる。スペーサーやコーティングを含め、材質の耐久性、耐熱・耐薬品性、光学的透過性、吸着性、細胞適合性、加工性に優れたMMVチップとなった。
- （２）ＭＭＶチップを種々操作するデバイスおよび反応検出デバイスの開発・製造
- 微量分注機、遠心機および移送ユニットなどの各種操作系ならびに顕微鏡などの各種検出系ユニットの設計・組み立てと同時に、それら全体を有機的に自動運転するプログラムを作成した。分注、PCR、遠心、撹拌インキュベーション、MMVからMMVへの試料の全移送および最終的な蛍光顕微鏡観察までを、一体に運転可能とするコンピュータ制御ロボットの開発に成功した。
- （３）ＭＭＶ基本操作法の確立と各種検出系の開発
- 高精度にサブμL量の液体を吸引・吐出・分取する技術を完成した。また、検出系の中心である蛍光検出顕微鏡システムも運転プログラムを含めて作成し、目標のとおり、105 GFPを検出する系を開発した。新開発の電気化学検出系はデバイスとしての基本（特にセンサーとなる界面素材）をほぼ確立したが、プロジェクト期間内でシステムへ実装するまでには至らなかった。それとは別に、予定外の３次元ゲル電気泳動解析が可能となったこともあり、全体として、操作検出系は、MMVを用いた実験で要求される検出機能を十分に実現したと考えられる。
- Ⅲ．評 価
- ピペット操作によらず、細胞応答する機能性分子を含む液体を移送し、超高速でスクリーニングする機器の開発に成功した。蛍光法や電気化学的方法などの検出系についても、若干の課題は残るが、概ねすべての目標を達成しており、独自の着想による新規のマイクロアレイを完成させることに成功した。さまざまな生命科学領域での応用が期待される。今後は、実用上の課題を着実に克服し、開発成果の実用化・製品化へ向けた取り組みを引き続き行うことが期待される。本開発は当初の開発目標を達成し、本事業の趣旨に相応しい成果が得られたと評価する［Ａ］。
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