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DNAの一塩基変異の高速検出のためのラボオンチップシステムに向けて躍進

Published on December 8, 2010 at 10:15 PM

パナソニック、内部コアパートナーIMECの人間+ +プログラム、およびそのようなDNAの一塩基多型(SNP)、の高速検出を可能にする生物医学ラボオンチップセンサのサンフランシスコ、様々な重要なコンポーネントの国際電子デバイス会議で発表されたIMEC今日高圧のオンチップ世代のための小型ポンプとして、micropillarフィルタは、世界記録の分解能を達成するDNAの分離、および非常に少量のサンプルを用いてオンチップ検出を可能にSNP検出器に最適化されています。

SNPは、病原体や医薬品への人々によって異なる反応を引き起こすことができるDNA配列の一塩基の置換です。これらのSNPの中の検出は、したがって、よりパーソナライズドヘルスケアへの動きでますます重要になっています。

SNPのを検出する既存の方法は医療研究所では、専用の医療用具に多くのサンプルの処理ステップが必要になります。このようなテストは労働集約的な、時間のかかる、高価である。また、かなり大規模な血液サンプルが必要とされています。ラボオンチップのデバイスは、両方の患者と医療システムに大きなメリットをもたらすことができます。このようなデバイスは、医師のオフィスで、あるいは患者のベッドの近くに定期的な時間で実行できる高速で使いやすい、コスト効率の良いテスト方法を有効にする。これは、オーダーメイド医療などのポイントオブケアのアプリケーションのための非常に興味深いです。

異種統合と高度なマイクロエレクト​​ロニクスの製造プロセスを組み合わせることにより、IMECとパナソニックは、SNP検出のための最先端のマイクロ流体デバイスの実現を目指します。これを行うためには、高度なマイクロ流体コンポーネントを作製し、最適化、高圧、世界記録の分解能を達成するDNAの分離に最適化されたmicropillarフィルタ、およびオンチップで可能にSNP検出器のオンチップ世代のための小型ポンプなどされている非常に少量のサンプルを使用して検出。

血液中の非常に少量のSNP検出システムのサンプルの入り口の単位。この入り口のユニットは、高度な導電性高分子アクチュエータに基づく小型高圧ポンプを備えています。最適化後は、アクチュエータは低電圧(〜1.5V)で高圧(最大3MPaまで)を生成します。高圧は、SNPの検出システムの次のユニットを介して流体の流れを生成するために不可欠です。それはラボオンチップ装置の自律性と移植性のパスを開くためのオンチップの低電圧動作が重要です。

次に、高度なマイクロピラー配列のフィルタを搭載したDNAの分離ユニットが開発されました。この深紫外模様のシリコンピラーアレイは、高度なMEMS技術を用いて実現した。それは一般的に高い20μmのと1 -2μmの間の柱の距離とされ、多くのミクロンスケールの柱で構成されています。ピラー配列がイオン対逆相(IR - RP)液体クロマトグラフィーに基づくDNA分離に使用されます。アイメックとVUB(Vrije大学ブリュッセル)、IMECの科学的なパートナーは、DNA分離のための柱をベースIR - RP液体クロマトグラフィーの手法を最適化。これは、長さは50塩基対を異なる短い、二本鎖DNAの鎖の迅速かつ高度に選択的分離を可能にする第一小型オンチップシステムをもたらした。システムの分解能は、世界で最高であり、最終的なSNP検出システムにおける同一度に5個のSNPを処理する可能性を証明する。

SNPの検出器の他の機能ユニットは、DNAの抽出とヒーターと温度センサーを使用してポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、および電気化学センサに基づいて、SNPの検出部のためのユニットです。最低限必要なセンサーのボリュームがデバイスのすべてのコンポーネントの大きさ故にSNPの検出に必要な採血量を決定し、以降、これらのセンサの小型化は、非常に重要だ。 0.5μLと小さくするボリュームを処理するオンチップセンサを使用してパナソニックとIMEC実証値SNP検出機能の科学者。

IMECの人間+ +プログラムでは、診断と治療のための異機種システムにナノエレクトロニクスとバイオテクノロジーを組み合わせることによって、将来の医療や健康ニーズのための業界関連のソリューションを見つけることに協力して産業界のパートナーのための学際的なR&Dプラットフォームを提供します。人間+ +マイクロおよびナノエレクトロニクス及びいくつかのヘルスケア関連領域の専門知識で、専門知識のIMECの25年間に構築するパートナー。

Last Update: 4. October 2011 23:17

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